内容正文:
专题02 导数的运算
【题型归纳目录】
题型一:利用导数公式求函数的导数
题型二:求函数的和、差、积、商的导数
题型三:求复合函数的导数
题型四:利用导数求函数式中的参数
题型五:利用导数研究曲线的切线方程(在点处与过点处)
题型六:利用导数公式求切点坐标问题
题型七:与切线有关的综合问题
题型八:切线平行、垂直问题
题型九:最值问题
题型十:公切线问题
【思维导图】
【知识点梳理】
知识点一:基本初等函数的导数公式
(1)(C为常数),
(2)(n为有理数),
(3),
(4),
(5),
(6),
(7),
(8),,这样的形式.
要点诠释:
1、常数函数的导数为0,即(C为常数).其几何意义是曲线(C为常数)在任意点处的切线平行于x轴.
2、有理数幂函数的导数等于幂指数n与自变量的次幂的乘积,即().
特别地,.
3、正弦函数的导数等于余弦函数,即.
4、余弦函数的导数等于负的正弦函数,即.
5、指数函数的导数:,.
6、对数函数的导数:,.
有时也把记作:
以上常见函数的求导公式不需要证明,只需记住公式即可.
题型一:利用导数公式求函数的导数
【例1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【变式1-1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【变式1-2】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4).
知识点二:函数的和、差、积、商的导数
运算法则:
(1)和差的导数:
(2)积的导数:
(3)商的导数:()
要点诠释:
1、上述法则也可以简记为:
(ⅰ)和(或差)的导数:,
推广:.
(ⅱ)积的导数:,
特别地:(c为常数).
(ⅲ)商的导数:,
两函数商的求导法则的特例
,
当时,.
这是一个函数倒数的求导法则.
2、两函数积与商求导公式的说明
(1)类比:,,注意差异,加以区分.
(2)注意:且.
3、求导运算的技巧
在求导数中,有些函数虽然表面形式上为函数的商或积,但在求导前利用代数或三角恒等变形可将函数先化简(可能化去了商或积),然后进行求导,可避免使用积、商的求导法则,减少运算量.
题型二:求函数的和、差、积、商的导数
【例2】求下列函数的导数.
(1);
(2).
【变式2-1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式2-2】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
知识点三:复合函数的求导法则
1、复合函数的概念
对于函数,令,则是中间变量u的函数,是自变量x的函数,则函数是自变量x的复合函数.
要点诠释:常把称为“内层”,称为“外层”.
2、复合函数的导数
设函数在点处可导,,函数在点的对应点处也可导,则复合函数在点处可导,并且,或写作.
3、掌握复合函数的求导方法
(1)分层:将复合函数分出内层、外层.
(2)各层求导:对内层,外层分别求导.得到,
(3)求积并回代:求出两导数的积:,然后将,即可得到的导数.
要点诠释:
1、整个过程可简记为分层——求导——回代,熟练以后,可以省略中间过程.若遇多重复合,可以相应地多次用中间变量.
2、选择中间变量是复合函数求导的关键.求导时需要记住中间变量,逐层求导,不遗漏.求导后,要把中间变量转换成自变量的函数.
题型三:求复合函数的导数
【例3】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3).
【变式3-1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式3-2】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
题型四:利用导数求函数式中的参数
【例4】已知函数,则 .
【变式4-1】已知函数的导函数为,且满足,则 .
【变式4-2】已知函数,则 .
【变式4-3】已知函数,则 .
题型五:利用导数研究曲线的切线方程(在点处与过点处)
【例5】已知函数
(1)求在点处的切线方程;
(2)若的一条切线恰好经过坐标原点,求切线的方程.
【变式5-1】已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2)过点作曲线的切线,求的方程.
【变式5-2】求满足下列条件的直线的方程.
(1)为曲线在处的切线;
(2)的斜率为且与曲线相切;
(3)过原点且与曲线相切.
【变式5-3】已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程.
(2)若直线为曲线的切线,且经过原点,求直线的方程及切点坐标.
题型六:利用导数公式求切点坐标问题
【例6】已知曲线的一条切线倾斜角为,则切点坐标为 .
【变式6-1】若两个函数和存在过点的公切线,设切点坐标分别为,则 .
【变式6-2】已知曲线,过点作该曲线的两条切线,切点分别为,,则 .
【变式6-3】若曲线的某一切线与直线平行,则切点坐标为 ,切线方程为 .
题型七:与切线有关的综合问题
【例7】已知动点在圆上,动点Q在曲线上.若对任意的,恒成立,则的最大值是 .
【变式7-1】如图,对于曲线G所在平面内的点O,若存在以O为顶点的角α,使得对于曲线G上的任意两个不同的点A,B,恒有成立,则称角α为曲线G的相对于点O的“界角”,并称其中最小的“界角”为曲线G的相对于点O的“确界角”.已知曲线C:y=(其中是自然对数的底数),O为坐标原点,曲线C的相对于点O的“确界角”为β,则 .
【变式7-2】若过点可以作曲线的两条切线,切点分别为,则的取值范围是 .
【变式7-3】过点作曲线的切线有且只有两条,切点分别为,,则 .
题型八:切线平行、垂直问题
【例8】已知曲线:,曲线:,
(1)若曲线在处的切线与在处的切线平行,则实数 ;
(2)若曲线上任意一点处的切线为,总存在上一点处的切线,使得,则实数的取值范围为 .
【变式8-1】已知直线与曲线在处的切线平行,则实数值为 .
【变式8-2】已知函数的图象在点和处的两条切线互相垂直,且分别交轴于两点,则的取值范围为 .
题型九:最值问题
【例9】已知,,则的最小值为 .
【变式9-1】设点在曲线上,点在曲线上,则的最小值为 .
【变式9-2】设点A在直线上,点B在函数的图象上,则的最小值为 .
【变式9-3】若实数a,b,c,d满足,则的最小值为 .
题型十:公切线问题
【例10】若直线是曲线与的公切线,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式10-1】斜率为的直线与曲线和圆都相切,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【变式10-2】若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A.2 B.3 C.1 D.1.5
【变式10-3】若直线是曲线与曲线的公切线,则( ).
A.26 B.23 C.15 D.11
【强化训练】
1.实数满足:,,则的最小值为( )
A.0 B. C. D.8
2.已知函数在上满足,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知是函数的导函数,若,则( )
A. B. C.2 D.3
4.已知函数,则曲线在处的切线的斜率为( )
A. B.0 C.1 D.2
5.已知,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知点是曲线上的一动点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
7.已知P是曲线()上的动点,点Q在直线上运动,则当取最小值时,点P的横坐标为( )
A. B. C. D.
8.已知函数,若曲线在点处的切线方程为,则( )
A. B. C. D.
9.(多选题)已知曲线和直线,则( )
A.曲线上与直线l平行的切线的切点为
B.曲线上与直线l平行的切线的切点为
C.曲线上的点到直线l的最短距离为
D.曲线上的点到直线l的最短距离为
10.(多选题)已知非常值函数及其导函数的定义域均为,则()
A.若,则为奇函数
B.若为偶函数,则
C.若为偶函数,为奇函数,则
D.若与均为偶函数,则
11.(多选题)曲线在点P处的切线平行于直线,则点P的坐标可能为( )
A. B.
C. D.
12.对于,且这类函数的求导,可以使用下面的方式进行:
第一步:;
第二步:;
第三步:;
第四步:.
根据框内的信息,函数的导数 .
13.已知函数,曲线在点处的切线方程为,则 .
14.写出曲线过坐标原点的切线方程: , .
15.已知函数,若曲线在点处的切线过坐标原点,则实数的值为 .
16.已知(e为自然对数的底数),,请写出与的一条公切线的方程 .
17.已知函数,,的图象在处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)直线是否与函数的图象相切?若相切,求出切点的坐标;若不相切,请说明理由.
18.已知函数,函数.
(1)若曲线在处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为,求实数的值;
(2)若直线与曲线,都相切,求实数的值.
19.已知两条曲线,是否存在这两条曲线的一个公共点,使在这一点处,两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.
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专题02 导数的运算
【题型归纳目录】
题型一:利用导数公式求函数的导数
题型二:求函数的和、差、积、商的导数
题型三:求复合函数的导数
题型四:利用导数求函数式中的参数
题型五:利用导数研究曲线的切线方程(在点处与过点处)
题型六:利用导数公式求切点坐标问题
题型七:与切线有关的综合问题
题型八:切线平行、垂直问题
题型九:最值问题
题型十:公切线问题
【思维导图】
【知识点梳理】
知识点一:基本初等函数的导数公式
(1)(C为常数),
(2)(n为有理数),
(3),
(4),
(5),
(6),
(7),
(8),,这样的形式.
要点诠释:
1、常数函数的导数为0,即(C为常数).其几何意义是曲线(C为常数)在任意点处的切线平行于x轴.
2、有理数幂函数的导数等于幂指数n与自变量的次幂的乘积,即().
特别地,.
3、正弦函数的导数等于余弦函数,即.
4、余弦函数的导数等于负的正弦函数,即.
5、指数函数的导数:,.
6、对数函数的导数:,.
有时也把记作:
以上常见函数的求导公式不需要证明,只需记住公式即可.
题型一:利用导数公式求函数的导数
【例1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【解析】(1).
(2);
(3),所以;
(4);
(5).
【变式1-1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【解析】(1)由幂函数的导数公式有;
(2)由幂函数的导数公式有;
(3)由幂函数的导数公式有;
(4)由指数函数的导数公式有;
(5)由对数函数的导数公式有.
【变式1-2】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)因为,
所以.
(2)因为,
所以.
(3)因为,
所以.
(4)因为,
所以.
知识点二:函数的和、差、积、商的导数
运算法则:
(1)和差的导数:
(2)积的导数:
(3)商的导数:()
要点诠释:
1、上述法则也可以简记为:
(ⅰ)和(或差)的导数:,
推广:.
(ⅱ)积的导数:,
特别地:(c为常数).
(ⅲ)商的导数:,
两函数商的求导法则的特例
,
当时,.
这是一个函数倒数的求导法则.
2、两函数积与商求导公式的说明
(1)类比:,,注意差异,加以区分.
(2)注意:且.
3、求导运算的技巧
在求导数中,有些函数虽然表面形式上为函数的商或积,但在求导前利用代数或三角恒等变形可将函数先化简(可能化去了商或积),然后进行求导,可避免使用积、商的求导法则,减少运算量.
题型二:求函数的和、差、积、商的导数
【例2】求下列函数的导数.
(1);
(2).
【解析】(1).
(2)
.
【变式2-1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)方法一:,
∴;
方法二:
;
(2),
∴;
(3)
;
(4)
.
【变式2-2】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1).
(2)
.
(3).
(4).
知识点三:复合函数的求导法则
1、复合函数的概念
对于函数,令,则是中间变量u的函数,是自变量x的函数,则函数是自变量x的复合函数.
要点诠释:常把称为“内层”,称为“外层”.
2、复合函数的导数
设函数在点处可导,,函数在点的对应点处也可导,则复合函数在点处可导,并且,或写作.
3、掌握复合函数的求导方法
(1)分层:将复合函数分出内层、外层.
(2)各层求导:对内层,外层分别求导.得到,
(3)求积并回代:求出两导数的积:,然后将,即可得到的导数.
要点诠释:
1、整个过程可简记为分层——求导——回代,熟练以后,可以省略中间过程.若遇多重复合,可以相应地多次用中间变量.
2、选择中间变量是复合函数求导的关键.求导时需要记住中间变量,逐层求导,不遗漏.求导后,要把中间变量转换成自变量的函数.
题型三:求复合函数的导数
【例3】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3).
【解析】(1)结合题意可得:.
(2)结合题意可得:.
(3)
.
所以.
【变式3-1】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)设,,
则
.
(2)设,,,
则.
(3)设,,,
则.
(4)设,,
则.
【变式3-2】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1),设,,
则.
(2)设,,
则.
(3)设,,
则.
(4)设,,
则.
题型四:利用导数求函数式中的参数
【例4】已知函数,则 .
【答案】
【解析】由已知,,
令得,.
∴,
∴.
故答案为:.
【变式4-1】已知函数的导函数为,且满足,则 .
【答案】/-0.25
【解析】由,则,
所以,则.
故答案为:.
【变式4-2】已知函数,则 .
【答案】
【解析】因为,则,
令,可得,解得.
故答案为:.
【变式4-3】已知函数,则 .
【答案】
【解析】因为,则,
令,则,解得,
可得,
所以.
故答案为:.
题型五:利用导数研究曲线的切线方程(在点处与过点处)
【例5】已知函数
(1)求在点处的切线方程;
(2)若的一条切线恰好经过坐标原点,求切线的方程.
【解析】(1)因为,所以,
故曲线在点处的切线方程为,即;
(2)设切点为,则,切线方程为,
因为切线经过原点,故,所以,
故,切点为,切线方程为,
即过原点的切线方程为.
【变式5-1】已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2)过点作曲线的切线,求的方程.
【解析】(1),
因此,所以在点处的切线方程为:,即.
(2)设切点,则切线的斜率为,
切线为过,
所以整理得,从而斜率,
所以切线的方程为.
【变式5-2】求满足下列条件的直线的方程.
(1)为曲线在处的切线;
(2)的斜率为且与曲线相切;
(3)过原点且与曲线相切.
【解析】(1)由,则,
因为切点为,
所以当时,切线斜率,,
所以切线方程为,即.
(2)由,则,
因为切线斜率为,令,则,,
则切点为,
所以切线方程为,即.
(3)由,则,,
设切点为,切线方程为,
所以切线斜率,切线方程为,
因为切点为,所以,所以,
所以切线方程为.
【变式5-3】已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程.
(2)若直线为曲线的切线,且经过原点,求直线的方程及切点坐标.
【解析】(1)由题意,函数的导数为,所以,
即曲线在点处的切线斜率为4,且切点为,
所以切线方程为,即为;
(2)设切点为,可得切线的斜率为,
所以切线方程为,
又切线过原点,可得,解得,
即切点为,
所以切线方程为,即.
题型六:利用导数公式求切点坐标问题
【例6】已知曲线的一条切线倾斜角为,则切点坐标为 .
【答案】
【解析】设切点为,
由,求导得,可得切线的斜率为,
因为切线倾斜角为,则斜率是1,即,解得,
故切点的坐标为.
故答案为:.
【变式6-1】若两个函数和存在过点的公切线,设切点坐标分别为,则 .
【答案】9
【解析】,设切点坐标为,切线斜率为,
切线方程为,将代入得,
即.
,设切点坐标为,切线斜率为,
切线方程为,将代入得,
即,
又因为,可得,即,
,
所以.
故答案为:9
【变式6-2】已知曲线,过点作该曲线的两条切线,切点分别为,,则 .
【答案】3
【解析】设切点为,由,得,
则切线的斜率为,
所以切线为,
又切线过点,所以,
整理得,而是此方程的两个实根,
所以.
故答案为:3
【变式6-3】若曲线的某一切线与直线平行,则切点坐标为 ,切线方程为 .
【答案】
【解析】因为,所以,又切线与直线平行,
所以切线的斜率为,设切线与曲线相切于点,则,解得,
则切点的坐标为.
由于切线的斜率为,过点,所以该切线方程为:,即.
故答案为:,
题型七:与切线有关的综合问题
【例7】已知动点在圆上,动点Q在曲线上.若对任意的,恒成立,则的最大值是 .
【答案】
【解析】由题意可知的圆心在直线上,
曲线,,曲线在点处的切线为,与平行;
故曲线上的动点Q到直线的最小距离为到的距离为,
因此,故n的最大值是.
故答案为:.
【变式7-1】如图,对于曲线G所在平面内的点O,若存在以O为顶点的角α,使得对于曲线G上的任意两个不同的点A,B,恒有成立,则称角α为曲线G的相对于点O的“界角”,并称其中最小的“界角”为曲线G的相对于点O的“确界角”.已知曲线C:y=(其中是自然对数的底数),O为坐标原点,曲线C的相对于点O的“确界角”为β,则 .
【答案】0
【解析】当时,过原点作的切线,
设切点,, ,
则切线方程为,
又切线过点所以,
所以.
设,则为增函数,且,所以,
当时,过原点作的切线,
设切点B, ,
则切线为,又切线过点
所以,又,,
因为,所以两切线垂直,所以.
故答案为:0.
【变式7-2】若过点可以作曲线的两条切线,切点分别为,则的取值范围是 .
【答案】或
【解析】设切点,
则切线方程为,
又切线过,则,
有两个不相等实根,
其中
或.
故答案为:或
【变式7-3】过点作曲线的切线有且只有两条,切点分别为,,则 .
【答案】
【解析】由题意得,
过点作曲线的切线,设切点坐标为,
则,即,
由于,故,
因为过点作曲线的切线有且只有两条,
所以有两个解,且,即或,
所以,,
所以.
故答案为:
题型八:切线平行、垂直问题
【例8】已知曲线:,曲线:,
(1)若曲线在处的切线与在处的切线平行,则实数 ;
(2)若曲线上任意一点处的切线为,总存在上一点处的切线,使得,则实数的取值范围为 .
【答案】 -2
【解析】(1)由已知分别求出曲线在处的切线的斜率及曲线在处的切线的斜率,让两斜率相等列式求得的值;
(2)曲线上任意一点处的切线的斜率,则与垂直的直线斜率为,再求出过曲线上任意一点处的切线斜率的范围,根据集合关系列不等式组求解得答案.(1),则曲线在处的切线的斜率,
在处的切线的斜率,
依题意有,即;
(2)曲线上任意一点处的切线的斜率,
则与垂直的直线的斜率为,
而过上一点处的切线的斜率,
依题意必有,解得,
故答案为:.
【变式8-1】已知直线与曲线在处的切线平行,则实数值为 .
【答案】
【解析】由得,所以切线的斜率为,
所以,解得:
故答案为:
【变式8-2】已知函数的图象在点和处的两条切线互相垂直,且分别交轴于两点,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】作图可得的零点为1,故不妨设,,
则,,
当时,,
当时,
由导数的几何意义知,.
因为的图象在P,Q两点处的切线互相垂直,所以,即.
因为:,即,
:,即,
则,,因为,且,
故,故的取值范围为.
故答案为:
题型九:最值问题
【例9】已知,,则的最小值为 .
【答案】2
【解析】,
设,则在函数的图象上,在函数的图象上,且与关于直线对称,
所以问题转化为求与图象上两点距离的平方的最小值,
,令,则,由对称性可得最小时,,
,
所以的最小值为.
故答案为:2.
【变式9-1】设点在曲线上,点在曲线上,则的最小值为 .
【答案】/
【解析】由,得:,.
所以与互为反函数.
则它们的图象关于对称.
要使的距离最小,则线段垂直直线.
点在曲线上,点Q在曲线上,
设,.
又P,Q的距离为P或Q中一个点到的最短距离的两倍.
以Q点为例,Q点到直线的最短距离
所以当,即时,d取得最小值,
则的最小值等于.
故答案为:
【变式9-2】设点A在直线上,点B在函数的图象上,则的最小值为 .
【答案】
【解析】设函数与直线平行的切线为,则的斜率为,
由,得,所以切点为,
则点到直线的距离就是的最小值,即.
故答案为:.
【变式9-3】若实数a,b,c,d满足,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为
所以.
所以点在曲线上.
点在曲线上.
的最小值的几何意义就是曲线到曲线上点的距离的最小值.
等价于曲线平行于的切线到曲线的距离.
设切点为,,
则或(舍)
所以,切点.
该点到直线的距离为:.
所以的最小值为.
故答案为:.
题型十:公切线问题
【例10】若直线是曲线与的公切线,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,得,由,得.
设直线与曲线切于点,与曲线切于点,
则,又,
由方程①②解得,所以直线过点,斜率为1,
即的方程为.
故选:B.
【变式10-1】斜率为的直线与曲线和圆都相切,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】A
【解析】依题意得,设直线的方程为,
由直线和圆相切可得,,解得,
当时,和相切,
设切点为,根据导数的几何意义,,
又切点同时在直线和曲线上,即,解得,
即和相切,此时将直线和曲线同时向右平移两个单位,
和仍会保持相切状态,即时,,
综上所述,或.
故选:A
【变式10-2】若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A.2 B.3 C.1 D.1.5
【答案】A
【解析】若,则,且,
若,则,且,
又是、的公切线,
设切点分别为、,则,
,则,即.
故选:A
【变式10-3】若直线是曲线与曲线的公切线,则( ).
A.26 B.23 C.15 D.11
【答案】D
【解析】因为,
所以,由,解得或(舍去),
所以切点为,
因为切点在切线上,解得,
所以切线方程为,
设切点为,
由题意得,解得,
所以,
故选:D
【强化训练】
1.实数满足:,,则的最小值为( )
A.0 B. C. D.8
【答案】D
【解析】由,得,又,
的最小值转化为
上的点与上的点的距离的平方的最小值,
由,得,
与平行的直线的斜率为1,
,解得或(舍),可得切点为,
切点到直线的距离的平方,即为的最小值,
的最小值为.
故选:D
2.已知函数在上满足,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,
.
解得,,
在处的切线斜率为.
又,
函数在处的切线方程为,
即.
故选:C.
3.已知是函数的导函数,若,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】B
【解析】因为,所以.
令,得,所以,
所以,则.
故选:B.
4.已知函数,则曲线在处的切线的斜率为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【解析】∵,∴,
∴,即在处的切线的斜率为1.
故选:C.
5.已知,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,∴.
又,∴所求切线方程为,
即.
故选:C.
6.已知点是曲线上的一动点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】联立得,则,
所以直线与曲线不相交,
因此当曲线在点处的切线与直线平行时,点到该直线的距离最小.
因为,直线的斜率,所以,解得,则,
所以到直线的距离最小,最小值为.
故选:C
7.已知P是曲线()上的动点,点Q在直线上运动,则当取最小值时,点P的横坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】画出曲线()和直线的图象,如下图所示
若使得取最小值,
则曲线在点处的切线与直线平行,
对函数求导得,令,可得,
又,解得.
故选:C
8.已知函数,若曲线在点处的切线方程为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由已知,,
故,
,
则切线斜率为,故,
所以.
故选:B.
9.(多选题)已知曲线和直线,则( )
A.曲线上与直线l平行的切线的切点为
B.曲线上与直线l平行的切线的切点为
C.曲线上的点到直线l的最短距离为
D.曲线上的点到直线l的最短距离为
【答案】BC
【解析】设与直线平行的直线和相切,则斜率为.
因为,所以,令,可得切点为,故A错误,B正确;
则点到直线的距离就是曲线上的点到直线的最短距离,
由点到直线的距离公式知最短距离为,故C正确,D错误.
故选:BC.
10.(多选题)已知非常值函数及其导函数的定义域均为,则()
A.若,则为奇函数
B.若为偶函数,则
C.若为偶函数,为奇函数,则
D.若与均为偶函数,则
【答案】BC
【解析】A选项:若,则关于对称,则是将函数的图象像右平移2个单位,并向下平移1个单位,则函数的图象关于对称,则函数不是奇函数,故选项A错误.
B选项:若为偶函数,则则函数关于对称,
则
令则
则故选项B正确.
C选项:若为偶函数,为奇函数,
则
则关于对称,关于对称,
则
则故半周期为
则周期为4,则
故选项C正确.
D选项:若与均为偶函数,
则令则
即关于和对称,
则关于对称,关于对称,
例如.
故选:BC.
11.(多选题)曲线在点P处的切线平行于直线,则点P的坐标可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】设切点.
因为曲线在点P处的切线的斜率,所以,
所以点P的坐标为或.
故选:AD.
12.对于,且这类函数的求导,可以使用下面的方式进行:
第一步:;
第二步:;
第三步:;
第四步:.
根据框内的信息,函数的导数 .
【答案】
【解析】因为,故可得,
所以,即,
所以.
故答案为:.
13.已知函数,曲线在点处的切线方程为,则 .
【答案】-2
【解析】由题得,
所以,解得,
所以,得,
所以切点为,将的坐标代入切线方程得,
所以.
故答案为:-2.
14.写出曲线过坐标原点的切线方程: , .
【答案】
【解析】因为,
当时,,设切点为,由,得,
所以切线方程为.
又切线过坐标原点,所以,解得,
所以切线方程为,即;
当时,,设切点为,由,得,
所以切线方程为.
又切线过坐标原点,所以,解得,
所以切线方程为,即.
故答案为:;.
15.已知函数,若曲线在点处的切线过坐标原点,则实数的值为 .
【答案】
【解析】因为,所以.
又,
所以曲线在点处的切线方程为,
又该切线过坐标原点,所以,即,
解得:.
故答案为:.
16.已知(e为自然对数的底数),,请写出与的一条公切线的方程 .
【答案】或(写出其中一条即可)
【解析】设公切线与相切于点,与相切于点,
,,则公切线斜率,
公切线方程为或,
整理得或,
所以,即,
,解得或,
公切线方程为或.
故答案为:或<(写出其中一条即可)
17.已知函数,,的图象在处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)直线是否与函数的图象相切?若相切,求出切点的坐标;若不相切,请说明理由.
【解析】(1).
∵的图象在处的切线方程为,
∴,即,
解得,又的图象过点,
∴,解得.
综上,,.
(2)设直线与函数的图象相切于点.
∵,
∴,解得,
将代入,
得点的坐标是,
∴切线方程为,
化简得,
故直线与函数的图象相切,切点坐标是.
18.已知函数,函数.
(1)若曲线在处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为,求实数的值;
(2)若直线与曲线,都相切,求实数的值.
【解析】(1)函数,求导得,则,而,
因此曲线在处的切线方程为,
当时,;当时,,依题意,,
又,所以.
(2)设直线与曲线,相切的切点分别为,
函数,求导得,则,,即,,
因此直线与曲线,相切的切点分别为,,
于是,解得,
所以实数的值为2.
19.已知两条曲线,是否存在这两条曲线的一个公共点,使在这一点处,两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.
【解析】由于,设这两条曲线的一个公共点为
所以两条曲线在处的斜率分别为.
若使两条切线互相垂直,必须,即,
也就是,这是不可能的.
两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直.
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