内容正文:
专题05 导数
导数的定义及四则运算
1.(23-24高二上·河北·期末)设函数在处存在导数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据导数的定义求解.
【详解】,
故选:A.
2.(23-24高二上·河北石家庄·期末)设是可导函数,且,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】由导数的定义计算即可得出结果.
【详解】∵,
∴,
∴ .
故选:B
3.(22-23高二下·河北邯郸·阶段练习)设,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据导数值直接构造方程求解即可.
【详解】,,解得:.
故选:A.
4.(23-24高二上·河北沧州·期末)已知,则 .
【答案】
【分析】对函数求导,然后将代入导函数中,求得相应的导数值.
【详解】由已知得,
则,解得.
故答案为:.
复合函数求导
1.(23-24高二上·河北·期末)(多选)下列求导运算正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】ACD
【分析】利用导数的运算求解判断.
【详解】A. 因为,所以,故正确;
B.因为,所以,故错误;
C. 因为,所以,故正确;
D. 因为,所以,故正确.
故选:ACD
2.(23-24高二上·河北石家庄·期末)(多选)下列选项正确的是( )
A.,则
B.,则
C.,则
D.,则
【答案】BCD
【分析】利用基本初等函数求导法则和复合函数求导法则得到答案.
【详解】A选项,,A错误;
B选项,,则,B正确;
C选项,,C正确;
D选项,令,D正确.
故选:BCD.
3.(23-24高二上·河北·期末)(多选)下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据初等函数导数公式和复合函数导数运算法则直接求解可得结果.
【详解】对于A,,A错误;
对于B,,B正确;
对于C,,C正确;
对于D,,D错误.
故选:BC.
导数的几何意义
1.(23-24高二上·河北·期末)已知,曲线在点处的切线与直线平行,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用导数的几何意义求出点的坐标,然后利用点斜式可得出直线的方程.
【详解】因为,其中,则,
直线的斜率为,由,可得,且,即点,
所以,直线的方程为,即.
故选:B.
2.(23-24高二上·河北·期末)若曲线有两条过点的切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,由导数的几何意义表示出切线方程,然后列出不等式代入计算,即可得到结果.
【详解】设切点为,由已知得,则切线斜率,
切线方程为.
∵直线过点,∴,
化简得.∵切线有2条,
∴,则的取值范围是,
故选:D
3.(23-24高二上·河北·期末)曲线在点处的切线方程为 .
【答案】
【分析】利用导数的几何意义求解.
【详解】因为,所,
所以曲线在处切线方程为
,即.
故答案为:
4.(23-24高二上·河北·期末)曲线过原点的切线方程为 .
【答案】或.
【分析】利用导数的几何意义计算即可.
【详解】由题意可得,
设切点为,则,
所以函数过原点的切线方程为,
解之得,则,
此时切线方程为,
若切点为原点,则,此时切线方程为.
故答案为:或.
5.(23-24高二上·河北·期末)设为的导函数,若,则曲线在点处的切线方程为 .
【答案】
【分析】对原函数求导并求得,再由导数几何意义写出切线方程.
【详解】由题设,则,
所以,则,
综上,点处的切线方程为,即.
故答案为:
6.(23-24高二上·河北·期末)曲线在点处的切线方程为 .
【答案】
【分析】利用导数的几何意义可求解.
【详解】由于,所以有,因此切点为,
由于,所以曲线在点处的切线的斜率,
故所求切线方程为:,即
故答案为:.
利用导数研究函数单调性及最值
1.(23-24高二上·河北·期末)函数的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】先求得导函数,并令,再判断导函数的符号,由此可得函数的单调递增区间.
【详解】函数,则,
令解得,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
故答案为:.
2.(23-24高二上·河北·期末)设函数,在处的切线方程为.
(1)求实数,的值;
(2)求函数在上的单调区间和最值.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,单调递减区间为,最大值为1,最小值为.
【分析】(1)由题意先求的导函数,利用导数的几何意义和切点的性质,建立的方程求解即可.
(2)求的导函数,确定函数的单调性,即可求函数在上的最值.
【详解】(1)因为,所以,
又的图象在处的切线方程为,所以
解得
(2)由(1)可知,,
则当时,;当时,,
故的单调递增区间为,单调递减区间为,
又,
所以在上的最大值为1,最小值为.
根据函数单调性求参数
1.(23-24高二上·河北·期末)若函数是上的增函数,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数给定区间上为增函数可得导函数在该区间上恒为非负数,利用参变分离法即可通过求相应函数的最值求得参数范围.
【详解】因为函数是上的增函数,所以在上恒成立,
即在上恒成立.令,,则,
则当时,,当时,,故在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以.
故选:C.
2.(23-24高二上·河北·期末)若函数存在增区间,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由题意知,存在使得,利用参变量分离法得出,利用基本不等式在时的最小值,即可得出实数的取值范围.
【详解】,定义域为,,
由题意可知,存在使得,即.
当时,,
所以,,因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
3.(23-24高二上·河北沧州·期末)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在上单调递增,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出函数的导数,根据导数的几何意义,即可求得答案;
(2)函数在上单调递增,可得当时,恒成立,分离参数,将问题转化为求解二次函数的最值问题,即可求得答案.
【详解】(1)当时,,则,
∴,,
曲线在点处的切线方程为,即.
(2)由题意得当时,恒成立,
∴在时恒成立,
∵,则,由于二次函数在上单调递减,
∴当时,,
∴,即实数a的取值范围是.
利用导数研究函数极值
1.(23-24高二上·河北·期末)函数的极值点为( )
A.8 B. C.1 D.
【答案】D
【分析】求出定义域为,然后求导数,从而根据二次函数的图象即可判断导数符号,进而可得出的极值点.
【详解】依题意可得函数定义域为,
则,
令,解得,或(舍去),
则当时,,此时单调递减;
当时,,此时单调递增,
所以是的极值点,且为极小值点.
故选:D.
2.(23-24高二上·河北衡水·期末)(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数存在极小值
B.
C.当时,
D.若函数有且仅有两个零点,则且
【答案】ACD
【分析】求导,再利用导数求出函数的单调区间,再根据极值的定义即可判断A;根据函数的单调性即可判断B;根据指数函数的性质即可判断CD.
【详解】,
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减,
故函数在处取得极小值,也是最小值,没有极大值,A正确;
当时,函数单调递增,且,所以,B错误:
当时,,易知C正确;
由得,若函数有两个零点,只需且,D正确.
故选:ACD.
3.(23-24高二上·河北沧州·期末)(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.有两个单调区间 B.有两个极值点
C.有最小值 D.有最大值e
【答案】AC
【分析】求出导函数,结合导函数的正负分析原函数的单调性,进而得出极值最值情况.
【详解】由已知得,
由解得,由解得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
∴只有一个极值点,且在处取得极小值也是最小值,无最大值,
故选:AC.
导数几何意义的转换
1.(23-24高二上·河北·期末)动直线分别与直线,曲线相交于两点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】当点处的切线和直线平行时,的值最小,结合导数和解析式求得点,再由点到直线距离公式即可求解.
【详解】设点是直线上任意一点﹐点是曲线上任意一点,当点处的切线和直线平行时,这两条平行线间的距离的值最小﹐
因为直线的斜率等于,
曲线的导数,令,
可得或(舍去),故此时点的坐标为,,
故选:A.
2.(23-24高二上·河北·期末)若点是函数图象上任意一点,直线为点处的切线,则直线倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求出函数的导数,利用导数的几何意义求出切线的斜率的范围即可得解.
【详解】函数中,,即,设点,
求导得
,由,得,即,
因此函数的图象在点处的切线斜率,显然直线的倾斜角为钝角,
所以直线的倾斜角的取值范围是.
故选:C
3.(23-24高二上·河北·期末)(多选题)已知函数满足,,则下列关于的图象描述正确的是( )
A.的图象在处的切线斜率大于
B.的图象在处的切线斜率小于
C.的图象在处位于轴上方
D.的图象在处位于轴下方
【答案】BC
【分析】结合,,利用导数的相关知识即可判断.
【详解】因为,则的图象在处的切线斜率小于;
因为,所以的图象在处位于轴上方.
故选:BC.
4.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知曲线,
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求该曲线的切线倾斜角的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据导数的几何意义求解;
(2)导数值域就是切线斜率的取值范围,再根据倾斜角与斜率的关系求解得出结论.
【详解】(1)由,则,
所以曲线在点处切线的斜率为,
所以切线的方程为,即.
(2),所以切线的斜率,设,,
,解得.
所以该曲线的切线倾斜角的取值范围为.
利用导数讨论函数单调性
1.(23-24高二上·河北石家庄·期末)设函数.
(1)若,求的导数;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1),其中.
(2)见解析
【分析】(1)根据导数的运算规则结合初等函数的导数可求的导数;
(2)就、、、分类讨论后可得函数的单调性.
【详解】(1)若,则,故,其中.
(2),
当时,
当时,;当时,.
故的减区间为,增区间为.
当时,
若,则当时,;
当时,,
故的减区间为,增区间为.
若,则当时,;
当时,,
故的减区间为,增区间为.
若, 恒成立(不恒为零),故的增区间为,无减区间.
综上:
当时,故的减区间为,增区间为.
当时,故的减区间为,增区间为.
若,故的减区间为,增区间为.
若, 的增区间为,无减区间.
2.(23-24高二上·河北·期末)已知函数.
(1)在上是增函数,求a的取值范围;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用导数与函数的关系得到在上恒成立,从而得解;
(2)首先求出定义域,再求出导函数,分和两种情况,求出函数的单调区间.
【详解】(1)因为,所以的定义域为,
则,
因为在上是增函数,即在上恒成立,
则在上恒成立,
因为在上恒成立,所以在上恒成立,
即在上恒成立,即,
因为,所以,则,
所以,则.
(2)由(1)得,
当时,,则在上是增函数;
当时,,
所以;
或;
,
所以在上是减函数,在和上是增函数.
3.(23-24高二上·河北·期末)已知函数f(x)=x2-(1+2a)x+aln x(a为常数).
(1)当a=-1时,求曲线y=f(x)在x=1处切线的方程;
(2)当a>0时,讨论函数y=f(x)在区间(0,1)上的单调性,并写出相应的单调区间.
【答案】(1)y=2x.(2)①当0<a<时,f(x)的单调增区间是(0,a)和,单调减区间是,②当a=时,f(x)在区间(0,1)上是单调增函数.③当<a<1时,f(x)的单调增区间是和(a,1),单调减区间是,④当a≥1时,f(x)的单调增区间是,单调减区间是
【分析】(1)利用导数的几何意义求解;
(2)求导= (x>0),分0<a<,a=,<a<1,a≥1求解.
【详解】解:(1)当a=-1时,f(x)=x2+x-ln x,
则f′(x)=2x+1-,
所以f(1)=2,且f′(1)=2.
所以曲线y=f(x)在x=1处的切线的方程为
y-2=2(x-1),即y=2x.
(2)由题意得=2x-(1+2a)+,
=,
= (x>0).
由=0,得x1=,x2=a.
①当0<a<时,由>0且x>0,
得0<x<a或<x<1;
由<0且x>0,得a<x<.
所以函数f(x)的单调递增区间是(0,a)和,单调递减区间是;
②当a=时,=≥0,当且仅当x=时,
f′(x)=0.
所以函数f(x)在区间(0,1)上是单调递增函数;
③当<a<1时,由>0且x>0,
得0<x<或a<x<1;
由<0且x>0,得<x<a.
所以函数f(x)的单调递增区间是和(a,1),单调递减区间是;
④当a≥1时,由>0且x>0,
得0<x<;
由<0且x>0,得<x<1.
所以函数f(x)的单调增区间是,单调减区间是.
恒成立问题
1.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若不等式,恒成立,求实数a的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出,结合点斜式可得答案.
(2)对两次求导后,分类讨论a的范围结合对恒成立可得答案.
【详解】(1)当时,,则,所以,,
故在点处的切线方程为:,即.
(2)由题,,
令,则.
①当,即时,,有在上单调递增,
则,得在上单调递增,
此时,故满足题意.
②当,即时,令,得,
则在上单调递减,又,
得在上单调递减,此时,故不合题意.
综上可得:.
【点睛】方法点睛:用导数求切线方程的关键在于求出切点及斜率,其求法为:
(1)设是曲线上的一点,则以的切点的切线方程为:;
(2)若曲线在点的切线平行于轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为.
2.(23-24高二上·河北·期末)设函数.
(1)当时,求的极值;
(2)如果≥在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)有极小值,没有极大值;(2).
【详解】试题分析:(1)当时,求导令导函数等于零,列表,通过表格找到函数极值即可;(2)求恒成立问题一般要分离参数,构造函数求其最小值,只需最小值大于零即可求出取值范围.
试题解析:(1)由已知,当时, ,∴,
∴在上单调递增,且,
,随变化如下表:
1
-
0
+
↘
极小值
↗
∴有极小值,没有极大值.
(2)(方法一)由题可得恒成立,
当时,上式恒成立;
当时,,又,故
令,则, 令,
∴当时, ,时, ,
∴,
∴,解得: ,∴的取值范围是.
(方法二)由题可得, 设,则,
∵,∴在上单调递增,, ,
∴使得,则,
由知,且时, ,时, ,
∴,∴,∴,∴,
∴的取值范围是.
(方法三)由题可得恒成立,
令,则,
∴时, ,时, ,∴,
∴,解得: ,∴的取值范围是.
构造函数
1.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知,则a,b,c大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据式子结构,构造函数,利用导数判断出的单调性,进而得到a,b,c的大小关系.
【详解】根据式子结构,构造函数,则,
令,则,令,得,
因此在单调递增,在单调递减,
而,,,
因为,所以,即.
故选:D
2.(23-24高二上·河北·期末)定义在上的函数,其导函数为,若恒有,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,由条件可得,所以在上单调递减,则,即可得结果.
【详解】令,则
因为,因为所以
得
所以在上单调递减,
故,所以,有
故选:D
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专题05 导数
导数的定义及四则运算
1.(23-24高二上·河北·期末)设函数在处存在导数为,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·河北石家庄·期末)设是可导函数,且,则( )
A.2 B. C. D.
3.(22-23高二下·河北邯郸·阶段练习)设,若,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·河北沧州·期末)已知,则 .
复合函数求导
1.(23-24高二上·河北·期末)(多选)下列求导运算正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
2.(23-24高二上·河北石家庄·期末)(多选)下列选项正确的是( )
A.,则
B.,则
C.,则
D.,则
3.(23-24高二上·河北·期末)(多选)下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
导数的几何意义
1.(23-24高二上·河北·期末)已知,曲线在点处的切线与直线平行,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·河北·期末)若曲线有两条过点的切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·河北·期末)曲线在点处的切线方程为 .
4.(23-24高二上·河北·期末)曲线过原点的切线方程为 .
5.(23-24高二上·河北·期末)设为的导函数,若,则曲线在点处的切线方程为 .
6.(23-24高二上·河北·期末)曲线在点处的切线方程为 .
利用导数研究函数单调性及最值
1.(23-24高二上·河北·期末)函数的单调递增区间为 .
2.(23-24高二上·河北·期末)设函数,在处的切线方程为.
(1)求实数,的值;
(2)求函数在上的单调区间和最值.
根据函数单调性求参数
1.(23-24高二上·河北·期末)若函数是上的增函数,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·河北·期末)若函数存在增区间,则实数的取值范围为 .
3.(23-24高二上·河北沧州·期末)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在上单调递增,求实数a的取值范围.
利用导数研究函数极值
1.(23-24高二上·河北·期末)函数的极值点为( )
A.8 B. C.1 D.
2.(23-24高二上·河北衡水·期末)(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数存在极小值
B.
C.当时,
D.若函数有且仅有两个零点,则且
3.(23-24高二上·河北沧州·期末)(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.有两个单调区间 B.有两个极值点
C.有最小值 D.有最大值e
导数几何意义的转换
1.(23-24高二上·河北·期末)动直线分别与直线,曲线相交于两点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·河北·期末)若点是函数图象上任意一点,直线为点处的切线,则直线倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·河北·期末)(多选题)已知函数满足,,则下列关于的图象描述正确的是( )
A.的图象在处的切线斜率大于
B.的图象在处的切线斜率小于
C.的图象在处位于轴上方
D.的图象在处位于轴下方
4.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知曲线,
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求该曲线的切线倾斜角的取值范围.
利用导数讨论函数单调性
1.(23-24高二上·河北石家庄·期末)设函数.
(1)若,求的导数;
(2)讨论函数的单调性.
2.(23-24高二上·河北·期末)已知函数.
(1)在上是增函数,求a的取值范围;
(2)讨论函数的单调性.
3.(23-24高二上·河北·期末)已知函数f(x)=x2-(1+2a)x+aln x(a为常数).
(1)当a=-1时,求曲线y=f(x)在x=1处切线的方程;
(2)当a>0时,讨论函数y=f(x)在区间(0,1)上的单调性,并写出相应的单调区间.
恒成立问题
1.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若不等式,恒成立,求实数a的范围.
2.(23-24高二上·河北·期末)设函数.
(1)当时,求的极值;
(2)如果≥在上恒成立,求实数的取值范围.
构造函数
1.(23-24高二上·河北石家庄·期末)已知,则a,b,c大小关系为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·河北·期末)定义在上的函数,其导函数为,若恒有,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
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