内容正文:
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
数理极
答案详解
2024~2025学年高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期(2025年1月)
第25期2版
所以g(x)=-2sin(x+君),其中xe(0,m)。
专项小练
由题意可得f'(1)=g'(x),所以-1=-2sin+
1.B;2.A;3.CD.4.-1;5.e
6.解:1)y=60co(3-受)
石)且6e(0,),所以+君=爱解得与=号
7.因为g'(x)=ge-3f'(x)=p,四≠0,
所以y(年)=60cs年=302(emvs).
所以gee=p,即eg3=卫
(2)令-号=2m,解得1=君+
k如,keZ
3
又+1=em,所以px+1=卫
所以最少经过云该小球的瞬时速度达到最大
卫-1
11
第25期3,4版
8.画出函数f(x)=e和y=2x的图
导数的运算同步核心素养测评
象如图所示.设直线m平行于直线1,则直
一、单项选择题
线m的斜率为2,当直线m与函数∫(x)的
1~4 DDAC
5~8 ADBA
图象相切,点P为切点时,点P到直线1:y
提示:
=2x的距离最小
1.由题可得f'(x)=
2左所以()=兰
2
=2→a=4.
设切点坐标为(xn),因为f'(x)
2e2,则f'(xn)=2e2w=2,解得x。=0.又(x0n)在函数f(x)
2.y'=(x'sinx)'=(2)'.sinx+x2.(sinx)'=2xsinx
=e“的图象上,则0=e20=1,则切点坐标为(0,1),到直线
+x'cos x.
3.由题可知p()=2(1+10%))'=2×1.1',
1:2x-y:0的距离为d=2x0--停则点P到直线
所以p'()=2×1.11n1.1,
2+(-1)了
所以p'(10)=2×1.11n1.1≈2×2.59×0.1
1y=2:的距离的最小值为号
=0.5180.52,
即GDP增长的速度大约是0.52亿元/年.
二、多项选择题
4.由题设,盛液体部分的底面积为S=4π,
9.ACD:10.ABC;11.BCD.
则溶液上升商度&=占。:
提示:
4
9因为直线y=子+m的斜率k=多
3
所以h'=3+6,则'(2)=6(cm/s).故选(C).
4
5jf'(x)=(e+2c08x)1+)-(e+2in)·2x
因为y=-女则y:
(1+x月
则f'(0)=e+2s01+0)-(c+2sin0)×0=3,
令}=子解得=±故()正确:
(1+0)2
因为y=cosx,则y'=-sinx,又因为-sinx e[-1,1],
即该切线方程为y-1=3x,即y=3x+1,
令x=0,则y=1,令y=0,则x=-子
则方程-血=子>1无解故(B)错误:
故该切线与两坐标轴所围成的三角形面积为
因为y=nx,则y=
x
s=3x1x5=6
令}=子解得:=子故©)正确:
6.因为fx)=x3-4x,所以∫'(x)=3x2-4.x∈R,
因为y=e,则y'=e,
又g)=2e(x+君)
令心=子解得x=h子放D正确
高中数学人教A版选择性必修第二册
第25~28期
故选(A)(C)(D).
1-xin4x
10.若f(x)=inx+cosx,则f"(x)=-sinx-cosx,在
xe
(0.受)上恒有”()<0,所以()在(0,受)上是凸函
(2)y'=(xV个+)'=x'√T+x+x(个+x)'=
数,故(A)正确;
个+7+=1+2)+2
V个+x
1+x2
若f()=hx-2x,则()=-,在(0,受)上恒有
3)因为y(2+受)(2+)=·
f(x)<0,所以f(x)在(0,受)上是凸函数,故(B)正确:
(-sin2)2x=-in4k,所以y=(-n4
若f(x)=-x+2-1,则/“(x)=-6,在(0,5)上恒
有/(x)<0,所以(x)在(0,号)上是凸函数,故(C)正确:
16解:)由题可得f"()=21)x-1+子
若f(x)=-xe,则f”(x)=2e-e*=(2-x)e,在
所以'(1)=2'(1)-1+2,解得∫'(1)=-1,
(0,号)上恒有“(x)>0,所以()在(0,号))上不是凸函
则f(x)=-x2-x+2nx
数,故(D)错误
(2)g)=U)+2+)+a=la+a,
故选(A)(B)(C):
1山.已知f(x)为奇函数,可知f(-x)=-f(x),又因为
求号可得g()=士
∫(2-x)+∫(x)=4,则f(2-x)-f(-x)=4,所以f(x+
由y=e+2x得y'=e+2,
2)=∫(x)+4,所以f(x+4)=f(x+2)+4=∫(x)+8,故
故y=e+2x在(0,1)处的切线斜率k=e°+2=3,
(A)错误:
所以y=e+2x在(0,1)处的切线方程为y-1=3(x-
对f(-x)=-f(x)两边求导得-∫"'(-x)=-'(x),即
0),化简可得y=3x+1,
f'(-x)=∫'(x),所以g(-x)=g(x),又函数g(x)的定义域
为R,所以g(x)为偶函数,故(B)正确:
令8()=士=3,解得=子
对f(2-x)+f(x)=4两边求导得-f'(2-x)+f"(x)
将其代入切线方程y=3x+1可得y=2,
=0,即f'(2-x)=f(x),所以g(2-x)=g(x),故(C)正
确:
代入g)得e(兮)=号+a
因为函数∫(x)是定义域为R的奇函数,所以∫(0)=0,又
所以得1n子+a=2,解得a=2+h3
因为f(x+4)=f(x)+8,所以f(2024)=∫(2020)+8=
f(2016)+2×8=…=∫(0)+506×8=4048,故(D)正确.
17.解:(1)f八x)=ax2+1nx的定义域为(0,+),
故选(B)(C)(D).
由x)=r2+nx求导得了"(x)=2ar+
三、填空题
12.1:13.4:14.202(sin2x+cos2x).
于是得f'(1)=2a+1,而f1)=a,
提示:
所以1)+f'(1)=3a+1.
12.因为f(x)=2,所以f'(x)=21n2,
(2)因曲线y=(x)存在垂直于y轴的切线,则此时切线
又f'(x)=ln4,所以21n2=ln4=2n2,解得,=1.
斜率为0,由导数的几何意义知,方程f'(x)=0在(0,+)内
13.函数f(x)=xlnx,求导得f'(x)=1+lnx,
有解,于是得方程2a+=0,即a=京在(0,+0)内有
依题意得tan0=f'(e)=2,
解,则a<0,所以实数a的取值范围是(-o,0).
所以出2"8号-4
18.解:(1)f'(x)=(x2+2x)e,
14.因为6(x)=sin2x+c0s2x,
由f'(x)<4e,得x2+2x-4<0,
所以f(x)=f6(x)=2(cos2x-sin2x),
解得x∈(-1-5,-1+5),
(x)=f(x)=2 (-sin 2x-cos 2x),
侧所求不等式的解集为(-1-5,-1+5).
(x)=f(x)=2'(-cos2x+sin 2x),
(2)因为f'(x)=(x2+2x)e,
f(x)=f5(x)=2'(sin2x+cos2x),
所以曲线y=∫(x)在点(x∫(x))处的切线方程为
通过以上可以看出∫(x)满足以下规律:
y-xeo=(后+2x)e0·(x-).
对任意neN(x)=2f(x
(x)=f ()=22004(sin2x+cos 2x).
将点(号.0)的坐标代入,并整理得名·(名+子
四、解答题
号)=子,(6-10(3x+4)e0=0,
15.解:)因为(n4)=衣·(4)'=
解得6=0或=1或。一手
所y:.士a
当=0时,切线方程为y=0;
(e)2
e
当0=1时,切线方程为y-e=3e(x-1),
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
即y=3er-2e:
又a为正整数,所以a的最小值为5.
当=-时,切线方程为y-。寺=-
3.由题得f'(x)=(2-2
)即y-+
令f'(x)>0,解得0<x<2,
令f'(x)<0,解得x>2或x<0,
19.(1)解:由题得y=1,3=cosx
故∫(x)在[-1,0)上单调递减,在(0,2)上单调递增,
因为1≥c08x,
在(2,3]上单调递减,
所以函数=x是函数乃2=six的“导控函数”,
而f(0)=0<f(3)=。
9
(2)解:由题得y=2x2+8,y1=x2+2bx+c,y=8x,
由题意可得8x≤x2+2bx+c≤2x2+8恒成立,
故f(x)在[-1,3]上的最小值是0.
令8x=2x2+8,解得x=2,
4.若函数f(x)=x3-ax在区间(1,2)上单调递减,
故16≤4+4b+c≤16,从而有4+46+c=16.
则f'(x)=3x2-a≤0在区间(1,2)上恒成立,
所以c=12-46,
即a≥3x2在区间(1,2)上恒成立.
又2x2+8≥x2+2bx+c恒成立,
x∈(1,2)时,3x2∈(3,12),所以a≥12.
即x2-2bx+8-e=x2-2bx+4b-4≥0恒成立,
所以"“a>12”是“a≥12”的充分不必要条件,
所以△=462-4(46-4)=4(6-2)2≤0,所以b=2.
即“a>12”是“函数f(x)=x3-ax在区间(1,2)上单调
故b=2,c=4且“导控点”为2:
递减”的充分不必要条件。
(3)证明:充分性:若存在常数c使得p(x)-g(x)=c恒
5.令f(x)=e-x-a,则f(x)>0恒成立,
成立,且函数y=q(x)为偶函数,
所以f(x)m>0.
则p(x)=g(x)+c为偶函数,9(x)=g(-x),
因为f'(x)=e-1,所以当xe(-,0)时f'(x)<0:
p(-x)=q(-x)+c=q(x)+c=p(x),
当xe(0,+)时f'(x)>0.
即c+c=e+c,
所以f(x)在(-,0)上单调递减,在(0,+)上单调递
所以(k-1)(e-e)=0恒成立,所以k=1:
必要性:若k=I,则p(x)=e+e=p(-x)
增,所以f(x)m=f(0)=1-a>0,解得a<1,
即实数a的取值范围为(-∞,1)
所以函数(x)为偶函数,
函数y=p(x)是函数y=q(x)的“导控函数”,
6因为f()=宁-9咖,该函数的淀义域为0,+).
因此p'(x)≥g(x),
所以f"()=x-9=子-9
=
q(-x)=q(x).p(-x)=p(x).
因此函数y=p(-x)是函数y=g(-x)的导控函数”,
因为x>0,由f'(x)≤0可得0<x≤3,
所以-p'(-x)≥-g(-x),
所以函数f(x)的单调递减区间为(0,3],
即p'(-x)≤q(-x)恒成立,
因为函数f(x)在区间[a-1,a+1]上单调递减,
用-x代换x有p'(x)≤g'(x),
则[a-1,a+1]C(0,3],
综上可知p'(x)=g(x),记h(x)=p(x)-g(x),
所以0-1>0解得1<4≤2.故选(D)。
则h'(x)=p'(x)-g'(x)=0,
la+1≤3,
因此存在常数e使得p(x)-q(x)=c恒成立,
7.因为f(x)=-2cosx-x,x∈(0,r),
综上,“k=1”的充要条件是“存在常数c使得p(x)
所以f'(x)=2sinx-1,xe(0,m).
q(x)=c恒成立”,
令f()=0,得如=方解得x=君或=爱
61
第26期2版
专项小练一
当xe(0,)时f()<0,函数f)单调递减:
1.A:2.BD:3.A.4.(0,+0);5.(3,+∞).
当xe(石,)时")>0,函数f(x)单调递增:
专项小练二
1.B:2.C;3.CD.4.2:5.(-,-1)
当xe(m)时"()<0,函数∫()单调递诚,
第26期3.4版
所以当x=石时,函数()取得极小值f(云)
导数在研究函数中的应用同步核心素养测评
一、单项选择题
当=g时,函数f()取得极大值/()
6
1~4 BBCA 5~8 BDDC
提示:
8.令g(x)=
2x≠0)4()=(x>0
1.由题得∫'(x)=-x2+2x+3,
要满足条件,则g(x)在(0,a)上单调递减,
令f'(x)>0,得-1<x<3,所以增区间为(-1,3).
h(x)在[a,+∞)上单调递减,且g(a)≥h(a)
2.f'(x)=3r2+2ax+6,由函数f(x)在R上存在极值,
易知g(x)在(0,+)上单调递减
则f'(x)有两个不等实数根,
'(x)=-1n令(x)>0,解得0<x<,
得4=4a2-72>0,解得a>32或a<-32,
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
令h'(x)<0,解得x>e,
所以h(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+)上单调递减,
所以a=b=1,则f(x)=x+
所以a≥e
由子≥巴解得0<a≤民
fn2)=h2+点=h2+2
13.因为实数a,b,c,d成等比数列,所以ad=bc,
所以实数a的取值范围是[e,e2].
由f(x)=3x-x,
二、多项选择题
得f'(x)=3-3x2=3(1-x)(1+x),
9.BC:10.BC:11.AC.
令f'(x)=0,解得x=±1,
提示:
当x<-1或x>1时f'(x)<0,f(x)单调递减:
9.观察图象,由f'(x)>0,得x<-2或0<x<2,显然
当-1<x<1时f'(x)>0f(x)单调递增,
当x<-2时f'(x)<0,当0<x<2f'(x)>0,由f'(x)<
所以x=一1时,函数f(x)取得极小值,
0,得-2<x<0或x>2,显然当-2<x<0时f'(x)>0,
x=1时,函数f(x)取得极大值,
当x>2时f'(x)<0,
所以b=1,c=∫(1)=3-1=2.
因此函数f(x)在(-,-2),(2,+)上单调递减,在
所以bc=2,所以ad=2.
(-2,2)上单调递增,(A)错误,(B)正确:
14∫'(x)=x+3x,令f'(x)=0,解得x=0或x=-3,
函数f(x)在x=-2处取得极小值,在x=2处取得极大
令f'(x)>0,解得x>0或x<-3.
值,(C)正确,(D)错误.故选(B)(C).
令f“(x)<0,解得-3<x<0,
10.f(x)的定义域为(0,+e),由f(x)=xnx+x2,得
所以f(x)在(-,-3)和(0,+)上单调递增,
f'(x)=lnx+2x+1,所以有f'(x)=ln+2xo+1=0,所
在(-3,0)上单调递减
以有2x。=-(ln。+1)>0,即ln<-1,即lnx0<lne,
当x→-时f(x)→-,
所以有0<名<。,故()错误,(B)正确:
当x一+0时f(x)一→+0,
又由/-3)=号+0)=6
f (xo)+xo xolnxo+=(In xo xo+1)=
x(-2x。+)=-后<0,故(C)正确,(D)错误.
要使∫(x)有3个不同的零点,
故选(B)(C).
则c<0<
+6,解得-号<e<0,
9
业因为)=产所以:气晋:l学所以
所以实数e的取值范图是(-号,0
f'(0)=1,故(A)正确:
四、解答题
因为)=,当<1时)>0,所以)在
15.解:函数f(x)的定义域为(0,+x),
(-,1)上单调递增,当x>1时,厂'(x)<0,所以f(x)在(1,
f'(x)=x-4=-a
+)上单测适减,所以()在:=1处有最大值):。
当a≤0时f'(x)>0,
则f(x)的单调递增区间为(0,+),无单调递减区间:
故(B)错误:
当a>0时,由f'(x)>0得x>a,
结合(B)选项可知()的最大值是二
由f'(x)<0得0<x<a,
且/(x)在(-,1)上单调递增,
所以当4>0时,函数∫(x)的单调递增区间为(√a,+),
在(1,+x)上单调递减,
单调递减区间为(0,√a).
又易知当x→-时f(x)→-0,
16.证明:设函数∫(x)=x--1+a,
当x→+时f(x)→0
则f'(x)=ax--a=a(x-1-1).
结合()的大致图象(图略)可知直线y=专与曲线y
令f'(x)=0,得x=1,
所以,当x∈(0,1)时f'(x)>0,
f(x)有两个交点,
函数f(x)单调递增:
所以)=之有两个不等实根,故(C)正确:
当xe(1,+)时f‘(x)<0,函数f(x)单调递减.
所以f(x)=x“-ax-1+a在区间(0,+o)上的最大值
因为f(x)在(1,+)上单调递减,所以f(3)>f(4),即
为f(1)=0.
号>会所以3心>4,放(D)错混赦连(A)(C.
3
所以f(x)=x”-x-1+a≤0,即x°-ax≤1-a
三、填空题
17解:(Dg)=++7-2-之
2.2+:13.214.(-号0
x∈(0,8],
提示:
即g)=-+2-2xe0.81.
2f)=+名,可得f'国=a
6
e
当x=2时,g(2)=-4+9a-2=12,解得a=2,
由题得f(0)=b=1f'(0)=a-b=0,
故)=-+号-2e081
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
2g)=-24r=-x-6,
则当x<1时,F(x)<F(t)=0,
这与H∈R,F(x)≥0矛盾,
当x∈(0,6)时,g'(x)>0
故不存在x使F'(x)=0,故F(x)>0恒成立,
当x∈(6,8]时,g'(x)<0,
故F(x)在R上严格增.
所以函数g(x)在(0,6)上单调递增,
在(6,8]上单调递减,
第27期3,4版
所以x=6时,利润最大为g(6)=52(万元)
一元函数的导数及其应用核心素养综合测评
18.解:(1)因为f(x)=ln(x+a)-x2+x,x>-a,
一、单项选择题
所以”(x)=1-2x+1.
1-4 BACA 5~8 CDAA
x 0
提示:
因为函数f(x)=ln(x+a)-x2+x在x=1处取得极值
1.f'(x)=(2x-x2)e+a,
所以f'(1)=0,
由题可得f"(1)=1+a=2,解得a=1.
所以十。1=0.解得a=0,经检验,符合题意
2.函数f(x)=cosx-ar定义域为R,
5
且f'(x)=-sinx-a,
(2)证明:因为f(x)=-2x+b,
依题意f'(x)≤0恒成立,即-sinx-a≤0恒成立,
5
即a≥-sinx恒成立,
所以血x-2+x=-+b,
又-1≤-sinx≤1,所以a≥1,
7
所以血x-+2*=6
即实数a的取值范围是[1,+∞).
3.由题意得对任意xeR,e2-x>loga恒成立,
7
令h(x))=l血-2+2(x>0)
设f(x)=。2-xf'(x)=e2-1,
令f'(x)=c2-1>0,解得x>-2.
则w(0=士-2x+子=-4+少-2义
2
令f‘(x)=e2-1<0,解得x<-2.
所以当x∈[1,3]时,h'(x),h(x)随x的变化情况如表:
则f(x)在(-,-2)上单调递减,
[1,2)
2
(2,3]
在(-2,+)上单调递增,
故f(x)≥f(-2)=3,所以1oga<3,解得0<a<8.
h'(x)
0
4.当x=0时f(0)=-f'(0)-f(0),
h(x)
单调递增
板大值
单调逆减
所以/(0)=-f'(0).
h(1)=
号h(3)=n3+2
5
>
h(2)=ln2+3,
又")=3x-2f'(0)x+/'0)e-1.
所以h(x)e
[n2+3]
则f'(0)=/'(0)-1,解得f"(0)=-2.
所以6的取值范围为[3,2+3]
19.(1)解(x)=3,定义域为R,则f{(x)=3·ln3是在
定文可知-2-101:-210):4
△x
R上的严格单调递增函数,则f(x)=3”是“T函数”;
5.f'(x)=3x2-12=3(x+2)(x-2).当-3≤x<-2
5(x)=x,定义域为R,则f(x)=3x2不是在R上的严
或2<x≤3时,f'(x)>0,八x)单调递增;当-2<x<2时,
格单调递增函数,则(x)=x不是“T函数”,
f'(x)<0,x)单调递减,所以f(x)的最值分别是f(-3),
(2)证明:由题可得g(x)在(0,+x)上严格单调递增,
f(-2)f(2)f(3)中的最小者和最大者,所以M=24,m=
-8,M-m=32.
设G(x)=g(x+1)-g(x),
则G(x)=g'(x+1)-g'(x)>0,
6.由题图f'(x)为奇函数,可知f(x)为偶函数,故可排除
(B),(C):
故G(x)在(0,+∞)上单调递增,故G(a)<G(a+2),
即g(a+1)-g(a)<g(a+3)-g(a+2).
对于(A),当x→0时f'(x)=(e-e)x2+2(e+e)x
(3)证明:由题可得F(x)在R上严格单调递增,
>0,与∫(x)的图象不符,排除(A);
x R,G(x)F(x)-F()x,
对于(D),由f()=+2csx有f'()=
则G'(x)=F"(x)-F'(x),
当x∈(-,x)时,G'(x。)<0,函数单调递减:
2in,令f)=0,得宁=in,作出函数y=之了=sn
当xe(x,+)时,G(x)>0,函数单调递增,
故G(x)≥G(x),
的图象(因略)可知,3%∈(受,使得宁=m,当
即F(x)≥F'(xo)x+F(x)-F(x)xo,
e(0,x)时f'(x)<0,当e(xo,+)时f'(x)>0,与
当x<0时,F(x)<0恒成立,
∫'(x)的图象相符,(D)正确.故选(D)
则F(x)x+F(x)-F(x)xm<0恒成立,
故F'(n)≥0,
2.因为f(=hx+3-2京a≠0
若存在1eR,使F(t)=0,
所以函数f(x)定义域为(0,+),
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
f'(x)=g-3+↓=am2-3x+1
+
故选(A)(C.
1.f(x)=-2--2。-x+0x-2
由题意得方程f'(x)=0,即a2-3x+1=0有两个不相
e
等的正根,设为名,,
当x<-1或x>2时f'(x)<0.
4=9-4a>0
当-1<x<2时∫'(x)>0,
3
则+=
即函数∫(x)在(-,-1),(2,+∞)上单调递减,在
a
>0,解得0<4<9
4
(-1,2)上单调递增,
->0
因此函数f(x)在x=-1处取得极小值∫(-1)=-e,在
即a的取值范围为(0,号)
¥=2处取得极大值/(2)=子,放(A)正确:
由(A)作出曲线y=∫(x)及直线y=k,如图1,
8.原不等式等价于ef(x)-e>5=ef(0)-e°,
f (x)y
可构造函数g(x)=ef(x)-e,其导数
g'(x)e'f'(x)+e'f (x)-e'
=e[f'(x)+f(x)-1],
0
因为f'(x)>1-f(x),即f'(x)+f(x)-1>0,
所以g(x)=e[f'(x)+f(x)-1]>0,
即g(x)=ef(x)-e在R上是增函数,
图1
所以ef(x)-e>5=ef(0)-e°g(x)>g(0),
要使方程∫(x)=k有且只有两个实根,
可得x>0,即原不等式的解集为(0,+),
观察图象得当-e<k≤0时,
二、多项选择题
直线y=k与曲线y=f(x)有2个交点,
9.ACD;10.AC;11.ACD.
所以方程∫(x)=k有且只有两个实根,
提示:
则k的取值范围为(-e.0],故(B)错误:
9.∫(1)=g(1)=0,故(A)正确:
f'(1)=2,g(1)=1,故(B)错误:
由/(x)=0得x+x-1=0,解得x=1±5
2
f)=2xeRg()=士e0,+).存))=
令f(x)=t,则f()=-1,
结合图象方程∫(:)=-1有两解,
g(3),故曲线f()=2-1与曲线e(x)=nx存在互相
-1-5<h<-1h=0,
2
平行的切线,故(C)正确:
所以f(x)=4,或f(x)=2,
令F()=f()-g),则F()=2x-文,故F()在
因为1+5<2,所以-1与5,-e,
2
(0,号)上单调递减,在(受,+云)上单调递增,而F(侣)
所以方程∫(x)=1有两解:
又因为2=0,结合图象可知f(x)=42也有两解,
-+h2<0.F()>0.e)=2-2>0.放(到
综上,方程∫(f(x))=-1共有4个根,故(C)正确:
有两个零点,即曲线∫(x)=x-1与曲线g(x)=lnx有两个
因为2):号,而函数f)在(2,+)上单调通减,
交点,故(D)正确。
结合图象知1≤2,
故选(A)(C)(D)
所以t的最大值为2,故(D)正确,
10.f(x)=xn(1+x),定义域为(-1,+∞,
故选(A)(C)(D)
则f')=hx+)+本
三、填空题
由=ne+0y=本=1都在(-1,+之)
12.(0,3):
13[号)4[3号)
上单调递增,故y=∫'(x)也在(-1,+)上单调递增,又
提示:
∫'(0)=0,故当x∈(-1,0)时∫'(x)<0f(x)单调递减:
12.函数∫(x)的定义域为(0,+),
当xe(0,+)时f'(x)>0,
f'(x)=x-2-3=-2x-3=x-3)x+D
x
f(x)单调递增,故(A)正确:
由f'(x)=0得x=3,由f"(x)<0得0<x<3,
由(A)知f(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单
所以∫(x)在区间(0,3)上单调递减。
调递增,又八0)=0,故∫(x)只有一个零点,故(B)错误;
13.因为y'=x2-2x+1+5=(x-1)2+3≥5,
f()=h3-1=-1-n2.
所以曲线上点P处的切线的斜率的取值范围为[5,
根据导数几何意义可知(C)正确:
+e),即tan≥3,
f(x)的定义域为(-1,+),不关于原点对称,故f(x)
是非奇非偶函数,故(D)错误,
又ae[0,m),所以a的取值范围是[号受)
6
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
14.由题得h(x)=-
-m++2x在[0,3)上有
当x<-1时,g(x)=(x2-4x+1)e>0,
当x→+0时,g(x)→+,
两个不同的零点
J=6e-
令F()=-++2x,
则直线y=m与函数y=F(x)在区间[0,3]上的图象有
=g(x)
两个交点,
F"(x)=-x2+x+2=-(x-2)(x+1),
令F(x)=0,可得x=2∈[0,3],列表如下:
=-22-
图3
x
[0.2)
2
(2,3]
F"(x)
0
结合图象,g(x)与y=a有三个交点
F(x)
极大值0
即0<a<6e,故实数a的取值范围是(0.)
3
4
17.解:由题可得f'(x)=6x2-2ax,
F(0)=0,F(3)=
3
,作出F(x)的图象(图2),
令f"(x)=0,解得x=0或x=号,
0↑y
3
当x<号或x>0时'(x)>0:
)=m
V=F(x)
当号<x<0时"()<0.
所以当x:号时()取得极大值,
2
3¥
图2
(号)
由图可知,当号
天9时,
又f(x)=2x-ax2=-
3
7
直线y=m与函数y=F(x)在区间[0,3]上的图象有两
个交点,
即(x-号)(2+号)=0,
因此实数m的取值范围是
310
123
解得云=号或三一行
四、解答题
因为F()在(受”)
上有最大值,
15.解:(1)f'(x)=3x2+2ax+b.
由题可得'0))=3+2a+6=8,
f(1)=a+b+3=8-2.
所以号<“≤-名
解得a=2,b=1.
解得a≤-4,所以a的取值范围是(-0,-4].
(2)由(1)知f(x)=x2+2x2+x+2,
18.解:(1)当“如意金箍棒”变化到x秒时,
f'(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1).
其底面半径为(10-x)cm,长度为(l+40x)cm,
则fx)=m(10-x)2(1+40x),且4≤10-x≤10.
令f)=0得=-行或=-1,
即0≤x≤6,
所以在(-x,-1)上∫'(x)>0(x)单调递增,
所以f'(x)=π[-2(10-x)(1+40x)+40(10-x)2]
在(-山,-子)上/"(x)<0()单调递减,
=2m(x-10)(60x+1-200),
当10-x=8,即x=2(秒)时∫(x)取得极大值,
在(-子+)上()>0()单调递增,
所以f'(2)=0,即2π(2-10)(60×2+1-200)=0.
解得l=80(cm),
所以f(x)大瓶=∫(-1)=2,
所以f(x)=40π(x-10)2(x+2),且其定义域为[0,6].
a=()=器
(2)由(1)得f'(x)=120m(x-10)(x-2),0≤x≤6,
所以当0≤x<2时f'(x)>0:
16.解:令g(x)=(x2-4x+1)e,
当2<x≤6时f'(x)<0,
f(x)有三个零点即g(x)与y=a的图象有三个交点,
所以f(x)在(0,2)上为增函数,在(2,6)上为减函数,
g'(x)=e'(x2-2x-3)=e(x-3)(x+1).
则f(x)的最小值为f(0)或f(6),
当x>3,或x<-1时,g'(x)>0,
又f(0)=8000π(cm3)f(6)=5120π(cm3),
当-1<x<3时,g(x)<0,
所以当x=6(秒)时,“如意金箍棒”体积最小,
所以g(x)在(-,-1)和(3,+0)上单调递增,
此时“如意金箍棒”的底面半径为10-6=4(cm).
在(-1,3)上单调递诚,
19.解:(1)函数f(x)=lnx在(0,1)上是增函数
g(x)的极大值为g(-1)=6e',
极小值为g(3)=-2e3,
因为):但=华所以F(e):
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
所以当xe(0,1)时,F(x)>0,
5.将等差数列记为a.},
所以F(x)在(0,1)上为增函数,
其中第n节的容积为a.(1≤n≤9,n∈N,),
所以函数f(x)在(0,I)上不是“单反减函数”
因为8=4,
所以4a,+6d=4,
(2)因为g(x))=2x+2+alx.
La as ao =6,
la,+7d=2,
8
所以g()=2x+ax-2
a,=1i
2
所以
因为函数g(x)是[1,+)上的“单反减函数”,
d=n'
所以g(x)在[1,+)上是增函数,
所以g'(x)≥0在[1,+)上恒成立,
所以4=4+41=片所以第5节的容积为片升
令h(x)=2x2+ax-2.
6.由f(x)=(x-1)(x-2)2得f'(x)=(x-2)2+2(x
则h(x)≥0在[1,+)上恒成立,
-1)(x-2)=(x-2)(3x-4).
rh(1)≥0,
令∫'(x)>0得x>2或x<
所以
,解得a≥0.
手,令f"()<0得号<
<2,所以(x)在[0,号)和(2,3]上单调递增,在(号2)
令G(x)=(x
上单调递减
则G(x)=2+
子+n在[,+)上是减函数
又f(0)=-4∫(2)=0,所以x)=(x-1)(x-2)2在
[0,3]上的最小值为-4.
又G'(x)=-4+a1-ln
x
x
7令g)=1但则g国:但
e
所以G(x)≤0在[1,+)上恒成立,
因为f'(x)-f(x)<0,
即-手+a-血)≤0在L,+)上恒成立,
所以g'(x)<0,g(x)在R上递减,
x
因为f(1)=e,所以g(1)=D=1,
即ax-axinx-4≤0在[1,+)上恒成立.
令P(x)=ax-axin x-4,则P'(x)=-alnx,
因为不等式∫(lnx)>x,x>0,
所以有80气o解得0eae4
所以gn))=n0=n2>1=g1),
综上,实数a的取值范围为[0,4].
所以lnx<1,解得0<x<e,
故不等式f(lnx)>x的解集是(0,e).
第28期
8.设该数列为a,则由a1-1=2-1=1,4-4=
核心素养阶段测评(五)
5-2=3,a4-a3=10-5=5,45-a4=17-10=7,…
一、单项选择题
可知该数列逐项之差构成的数列(b.}成等差数列,首项
1 ~4 BABD 5-8 CBBC
为1,公差为2,故b。=1+2(n-1)=2n-1,故a1-a。=
提示:
bn=2n-1,则a2-a1=1,43-41=3,a4-m3=5,…,a。
1.f'(x)=3x2+2mx,由f'(-1)=f(1)得3-2m=1
a-1=2n-3,上述n-1个式子相加,得a。-a,=1+3+5+
+m+5,即m=-1f'(1)=3+2m=3-2=1.
…+(2n-3)=n-)0,+2n-3》=(m-1)2(n≥2),即
2
2因为a+a,=g(a+a),所以g=
an=(n-1)2+a1=(n-1)2+1(n≥2).
由+a0=号得a=2
故4m=192+1=362.
二、多项选择题
由a,=a1g-1=1得n=6.
9.ABC;10.ABD;11.ABD.
3.由等比数列1a.}的前n项和的性质可得
提示:
S1o,Sn-So,S0-So也成等比数列,
9.根据等差数列的性质,若S,-S=4(a,+a)=0,则
所以(Sn-Sw)2=So×(So-Sn),
4,+a,=0,S-14(a*=7a,+a)=0,故(A)正确:
2
得(10-20)2=20×(S-10),解得S0=15.
4.f"(x)=x2+4x+3,令x2+4x+3=0,可得x=-3或
由(A)及结合首项a,>0,可得a,>0,a<0,d<0,所以S
是最大值,故(B)正确:若S,>S,则as<0,那么d<0,所以
x=-1.经分析可知,它们是函数∫(x)的极值点。
ay<0,所以S%>S,S-S6=a1+a+g=3a<0,即S6
由直线y=a与函数f(x)=了+2x+3x+1的图象
>S,故(C)正确,(D)错误
相切,可知它们只有在极值点所对应的点处相切.由x=-3或
故选(A)(B)(C).
10.令g(x)=f(x),则g'(x)=f(x)+f'(x)>0,
x=-1可得函数的极值为1或-分
即函数g(x)在定义域内是单调递增函数,
故实数a的值为1或-号
称函数y=∫(x)为“F函数”
f(x)=c,g(x)=xf(x)=xe(x∈R),
8
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
g'(x)=e+xe=(x+1)e,
则当n≥2时,上-1=n-1,则
当x>-1时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
当x<-1时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
不符合在定义域内是单调递增函数,
则函数f(x)=。不是“F函数”,故(A)正确:
=(n-1)+(n-2)+…+1+1
f (x)Inx.g(x)=xf (x)=xInx(x >0),
=(n-D+1=心-n+2(n≥2),
2
2
g'(x)=Inx+1.
2
当0<x<。时,g()<0,g)单调递减,
即0.=-n+2n≥2),
当x>时,g(x)>0,g()单调递增。
当n=1时,a,=1适合此式,
e
所以4,=-n+2
2
不符合在定义域内是单调递增函数,
则函数f(x)=lnx不是“F函数”,故(B)正确:
14令4=f(m)=ga)则e=1,分+h号=
f(x)=x,g(x)=f(x)=x(x ER),
g'(x)=3x2≥0,
所以m=3+ln1,n=2e7,
所以g(x)单调递增,
即n-m=2e令-3-ln,
则函数∫(x)=x2是“F函数”,故(C)错误;
f(x)=sinx,g(x)=f(x)xsinx(xR),
设60)=20片-3-h.则h0=2寸->0,
g'(x)sinx xcosx,
令'()=0,得1=2:
1
当m<<要时,g()<0,g()单调递减,
不符合在定义域内是单调递增函数,
当0<1<分时,'()<0,h()单调递减:
则函数f(x)=sinx不是“F函数”,故(D)正确
故选(A)(B)(D):
当1>子时A()>0,A()单调递增:
山.若a=受,则a.an=(in受)广=l,所以Tm=
所以a)=h(分)=1n2-1,
(aa)·(aa)…(amam)=10=1,故(A)正确:
即n-m的最小值为ln2-1.
若a=后,则aa=(m君)广=(分)广,所以
四,解答题
15.解:因为at=(入-3)an+2(n∈N,)及a1=2,a
a=()”,两式相除得=,所以4=4×
=-1,
所以4,=(A-3)4+2,解得A=多
(分)-6故(B)正确:
因为a,a1=(sina)”,所以aan2=(sina)',所以
所以4,=-名4+2=号
2=ina≤1,又因为数列1a,各项均为正数,所以an≤
(2)不存在.因为a1=2,a1=(入-3)a,+2",所以a=
(A-3)41+2=2A-4,a3=(A-3)m2+4=2A2-10A+16.
an,即a2≤a-4,故不存在a及正整数k,使得al>-1,
若数列1a。|为等差数列,则41+a,=2a1,即2+22-10λ+
故(C)错误:
16=2(2A-4),所以X2-7A+13=0.因为4=49-4×13
若引a.为等比数列,设其公比为g(g>0),
<0,所以方程无实数解,所以入不存在.即不存在A,使数列
a.o..=an.ag=()"=(sina)",
a,I为等差数列.
16.解:(1)设需要新建n个桥墩,
r ai
所以{9
=1,则a,=ina,故(D)正确
(a+1=m,即n=是-1,
g2 sin a.
所以y=f(x)=256n+(n+1)(2+x)x
故选(A)(B)(D).
三填空题
=256(g-1)+婴2+)x
12.n=5;1B元-n+2
2
14.ln2-1.
即y=256m+mR+2m-256.
x
提示:
(2)由(1)知,
12.由题得,(2”-1)=93
la,·2-4=48,
整理得=3,
2"=32,
f=警+2-10
解得n=5.
令f'(x)=0,得x立=512,所以x=64,
13.由题意得1-上=n,
当0<x<64时f'(x)<0(x)在(0,64)内为减函数;
dd
当64<x<640时∫'(x)>0,f(x)在(64,640)内为增函数,
9
高中数学人教A版选择性必修第二册第25~28期
所以f(x)在x=64处取得最小值,
1<0,所以f'(x)>0,所以2不是f(x)的极小值点
此时0=是-1=架-1=9
棕上的取值范围是(分+)
故需新建9个桥墩才能使y最小
19.解f'(x)=3x2+2bx-9∫"(x)=6x+2b.
17.解:(1)当n=k,keN,时,
由题意得∫"(-1)=0,即-6+2b=0.解得b=3.
S三-之+仙取最大值。
且f(-1)=10,即(-1)3+3×(-1)2+9+=10
解得a=-1,
即8=5=-分+=,
故f(x)=x3+3x2-9x-1,
故2=16,因此片=4,
所以f'(x)=3x2+6x-9=3(x-1)(x+3),
令∫"(x)>0得x>1或x<-3,
9
从而a,=S.-S=之-(n≥2).
令f'(x)<0得-3<x<1,
7
9.
故f(x)在(-,-3),(1,+)上单调递增,
又山=S=2,适合0,=立-m,
在(-3,1)上单调递减,
9
所以a.=2-n
故∫(x)在x=-3处取得极大值,
在x=1处取得极小值,
②设”京
n
故极大值为f(-3)=-27+27+27-1=26.
极小值为(1)=1+3-9-1=-6.
T=b,+b1+…+b
=1+号+是+…+2
(2ge)=2mx2+6(m-15jF+8-3
22+
21,
*,
因为m>0,mx>0,故x>0,
2=2+层+是++
2+2
即g(x)的定义域为(0,+x),
所以T.=2T.-T
g()=6m2+6x+2[6ln(mr)-15]x+18
1
=2+1+2+…+22同
g"(x)=12mx+6+12+2[6ln(mx)-15]
=12mx+12ln(mx)-12,
4点点42是
2-1
令g"(x)=0得mx-1+ln(mx)=0,
令h(x)=x+lnx-1,x>0,
18.解:(1)因为f(x)=[x2-(4a+1)x+4m+3]e,
所以f'(x)=[2ax-(4a+1)]e+[ar2-(4a+1)x+
则h'(x)=1+上>0在(0,+x)上恒成立,
4a+3]e=[ax2-(2a+1)x+2]e,
故h(x)=x+lnx-1在(0,+x)上单调递增,
f'(1)=(1-a)e
又(1)=0,由零点存在性定理知
由题设知f'(1)=0,即(1-a)e=0,解得a=1,
h(x)=x+lnx-1有唯一的零点x=1,
此时f(1)=3e≠0,所以a=1.
(2)由(1)得f'(x)=[ax2-(2a+1)x+2]e
故mx=1,即x=时,满足m-1+lh(mx)=0,
m
=(x-1)(x-2)e.
若a>方则当xe(位2)f)<0:
当xe(2,+)时f'(x)>0.
故g)的拐点为(偏)片
所以f(x)在x=2处取得极小值
!
若a≤2则当xe(0,2)时,x-2<0,a-1≤7-
一10书书书
17.
(15
分
)
已
知
函
数
f(x)
=
ax
2
+
ln
x
的
导
数
为
f′(x)
,
( 1
)
求
f(1
)
+
f′(1
)
;
(2
)
若
曲
线
y
=
f(x)
存
在
垂
直
于
y
轴
的
切
线
,求
实
数
a
的
取
值
范
围
.
18.
(17
分
)
已
知
函
数
f
(x)
=
x
2e
x.
(1
)
求
不
等
式
f′(x)
<
4e
x
的
解
集
;
( 2
)
(
求
过
点
23
,) 0
且
与
曲
线
y
=
f
(x)
相
切
的
切
线
方
程
.
19.
(17
分
)
若
定
义
在
R
上
的
函
数
y
=
f
(x)
和
y
=
g
(x)
分
别
存
在
导
函
数
f′(x)
和
g′(x)
,且
对
任
意
x
均
有
f′(x)
≥
g′(x)
,则
称
函
数
y
=
f(x)
是
函
数
y
=
g
(x)
的
“
导
控
函
数
”.我
们
将
满
足
方
程
f′(x)
=
g′(x)
的
x
0
称
为
“
导
控
点
”.
(1
)
试
问
函
数
y
1
=
x
是
否
为
函
数
y
2
=
si n
x
的
“
导
控
函
数
”
;
( 2
)
若
函
数
y
3
=
23
x
3
+
8x
+
1
是
函
数
y
4
=
13
x
3
+
bx
2
+
cx
的
“
导
控
函
数
”
,且
函
数
y
4
=
13
x
3
+
bx
2
+
cx
是
函
数
y
5
=
4x
2
的
“
导
控
函
数
”
,求
出
所
有
的
“
导
控
点
”
;
(3
)
若
p(x)
=
e
x
+
ke
-x,
函
数
y
=
q(x)
为
偶
函
数
,
函
数
y
=
p(x)
是
函
数
y
=
q(x)
的
“
导
控
函
数
”
,证
明
:“k
=
1
”
的
充
要
条
件
是
“
存
在
常
数
c
使
得
p(x)
-
q(x)
=
c
恒
成
立
”.
!"#$%&'()*+,-./0
!
12!"#$%&'(
!"3$4&'(5*+,-678
!
92!")$%&'(
:
;
<
=
>
?
@
书
导数f′(x0)=lim
Δx→0
f(x0+Δx)-f(x0)
Δx
的几
何意义是曲线y=f(x)上过点(x0,f(x0))的切
线的斜率,即k=f′(x0),所以切线的斜率即为
导函数在切点的横坐标处的函数值;同时切线
的斜率还可以用切线的倾斜角表示,即 k=
tanα.仔细琢磨,就会发现导数、切点、倾斜角以
及斜率之间密切相关.下面通过典例进行解析,
请同学们用心体会.
一、斜率牵手导数与切点———求切点坐标
例1曲线f(x)=x3+x-2上点P0处的切
线斜率为4,则点P0的一个坐标是 ( )
(A)(0,-2) (B)(1,1)
(C)(-1,-4) (D)(1,4)
分析:要求切点坐标,必须利用斜率这个条
件,所以利用导数和切点横坐标表示出斜率即
可求解.
解:设P0(x0,x
3
0+x0-2),
则斜率k=f′(x0)=3x
2
0+1=4,
解得x0 =±1,
故切点是(1,0)或(-1,-4).故选(C).
点评:解本题的关键是先设切点坐标,然后
由导数的几何意义用切点的横坐标表示切线的
斜率k=f′(x0)求得切点的横坐标,然后代入
曲线方程可以求得纵坐标.
二、斜率牵手导数与切点———求参数
例2函数f(x)=lnx(x>0)的图象与直线
y=12x+a相切,则a= ( )
(A)ln2-1 (B)ln2+1
(C)ln2 (D)2ln2
分析:要求参数a的值,必须利用斜率是12
这个条件,利用导数由切点的横坐标表示出来
求解.
解:设切点为(x0,lnx0),
则切线的斜率k=f′(x0)=
1
x0
=12,
解得x0 =2,故切点为(2,ln2),
代入直线方程得ln2=12×2+a,
所以a=ln2-1.故选(A).
点评:解本题的关键是先设切点,再由导数
的几何意义用切点的横坐标表示出切线的斜率
求解.
三、斜率牵手导数与倾斜角 ——— 求倾斜角
范围
例3已知函数f(x)=12x
2-x+lnx.求函
数f(x)图象上所有点处的切线的倾斜角范围.
分析:要求f(x)图象上所有点处的切线的
倾斜角范围,必须先求斜率的范围,而斜率即为
导数.
解:函数的定义域是(0,+∞),
函数f(x)图象上所有点处的切线的斜率
k=f′(x)=x-1+1x
= x+1( )x -1≥2-1=1,
即tanα≥1,所以α∈ π
4,
π[ )2 ,
即函数f(x)图象上所有点处的切线的倾斜
角的范围是 π
4,
π[ )2 .
点评:解本题的关键是先由导数的几何意
义求切线的斜率k=f′(x),结合均值不等式求
得斜率的范围;同时斜率又与切线的倾斜角密
切相关:k=tanαα≠ π( )2 ,二者联手易求.
四、斜率牵手导数与切线上两点 ——— 求切
线方程
例4已知曲线y=13x
3+43.
(1)求曲线在点P(2,4)处的切线方程;
(2)求曲线过点P(2,4)的切线方程.
分析:“曲线过点P(2,4)的切线方程”与“曲
线在点P(2,4)处的切线方程”是有区别的:过点
P(2,4)的切线中,点P(2,4)不一定是切点;在点
P(2,4)处的切线中,点P(2,4)是切点.
解:(1)y′=x2,
所以y′(2)=22 =4,
故所求曲线的切线方程为y-4=4(x-2),
即4x-y-4=0.
(2)设曲线y=13x
3+43与过点P(2,4)的
切线相切于点Ax0,
1
3x
3
0+
4( )3 ,
则切线的斜率为k=y′(x0)=x
2
0,
切线方程为y- 1
3x
3
0+
4( )3 =x20(x-x0).
又点P(2,4)在切线上,
所以4- 1
3x
3
0+
4( )3 =x20(2-x0),
解得x0 =2或x0 =-1.
故所求的切线的方程为
4x-y-4=0或x-y+2=0.
点评:解本题的关键是首先搞清已知点是
否是曲线上的点、是否是切点,再分情况求解.
!"#$%&'()*
+,%&-./012'
!"#$%#&'$&()
+,34-./012'
*"#$+#&'$!"#
书
设f(x)存在导函数f′(x),则二者的对称
性有下述结论:
1.若f(x)有对称轴x=a,则f′(x)有对
称中心(a,0).
特殊情况:偶函数的导函数为奇函数.
证明:f(x)有对称轴x=af(a+x)=
f(a-x),两端求导可得
f′(a+x)=-f′(a-x),
所以f′(a+x)+f′(a-x)=0,
故f′(x)关于点(a,0)对称.
2.若f(x)有对称中心(a,b),则f′(x)有
对称轴x=a.
特殊情况:奇函数的导函数为偶函数.
证明:f(x)有对称中心(a,b)f(a+x)
+f(a-x)=2b,两端求导得
f′(a+x)-f′(a-x)=0,
所以f′(a+x)=f′(a-x),
故f′(x)关于直线x=a对称.
3.若f′(x)有对称轴x=a,则f(x)有对
称中心(a,b).
证明:f′(x)有对称轴x=af′(a+x)-
f′(a-x)=0,我们把此式看成由某式求导得
出,则该式为f(a+x)+f(a-x)=C,
令C=2b得f(a+x)+f(a-x)=2b
f(x)关于(a,b)对称.
4.当f′(x)的对称中心为(a,b)时,
若b≠0,则f(x)不一定有对称轴,
若b=0,则f(x)有对称轴x=a.
证明:f′(x)有对称中心(a,b)
f′(a+x)+f′(a-x)-2b=0,
我们把上式看成由某式求导得出,则该式为
f(a+x)-f(a-x)-2bx=C,C为常数,
在上式中令x=0可得C=0,
代入上式整理得f(a+x)=f(a-x)+
2bx,
当b=0时,上式即为f(a+x)=f(a-
x)f(x)有对称轴x=a,
而当b≠0时,无法得出 f(x)具有对称
轴.
例1已知对任意实数 x,有 f(-x)=
-f(x),g(-x)=g(x),且当x>0时,f′(x)
>0,g′(x)>0,则当x<0时 ( )
(A)f′(x)>0,g′(x)>0
(B)f′(x)>0,g′(x)<0
(C)f′(x)<0,g′(x)>0
(D)f′(x)<0,g′(x)<0
解析:由题得f(x)为奇函数,
所以f′(x)为偶函数.
因为当x>0时,f′(x)>0,
所以当x<0时,f′(x)=f′(-x)>0.
由题得g(x)为偶函数,所以 g′(x)为奇
函数.因为当x>0时,g′(x)>0,所以当x<
0时,g′(x)=-g′(-x)<0.故选(B).
例2已知函数 f(x)=ax4+bx2+c,若
f′(1)=2,则f′(-1)= ( )
(A)-1 (B)-2 (C)2 (D)0
解析:易知f(x)是偶函数,则f′(x)是奇
函数,所以f′(-1)=-f′(1)=-2.
故选(B).
!"#$
%& ,
56789:;<
=: !!!">
#$%&? '@ (ABC>D
: >
!"
!"#$
%&'()*+
!"#$%&'
()*+,-./0
12345678!
9)%:;<
=>?@ABCD!
EFGHI)JK$
LMNOPHQR$
!S#TUVWX
%GYZ)[\]^
_`abcdHR!
ef-9ghXij
klm)2345
no6p!
qrstX9
)uvG,!wxy
z{{|}~
-
9
)!%)
a_9-
kX9)
!w)
qr-9>
t ¡¢£)
2345-¤¥¦§
¢XAB£¨-0?
@©ªABCD«
¬X¥®¯!
!S°±²a
³´µ)*+t¶-
a³·b¸¹)
º»! 9¼½¾¿-
:ÀÁÂ-éÄ)
Å=;ÆÇ
23
45ÈÉU!9TÊ
ËW- wÌͯ-Î
ÏEt¾¶6Ð-
ÑÒÓÔEsÕ¦
Ö-0Xר¢)
Ù¨ÚÛkÜ=!
9}5sÝ)
Þßà-áâã)ä
åæ4-çèX%
éêë! S°)Å
ìí³îï-^a
YZ)[ð-ñ>ò
óôõ-0Xö,
b÷)¿ø-wÌÍ
¯-Ü=ùú!
! AB CDE
ABFGH$IJ ABFH8KLMNOPQIR 3STUVWX9 UYZ[\] ^_`abcX9deZ"#$%&'()()*f+g hijeZ,%',-.
! kl mno
书
专项小练一
1.A; 2.D; 3.ABC.
4.9; 5.f(3)3 <
f(2)
2 <f(1).
6.解:(1)Δs=s(20+Δt)-s(20)=10×(20+Δt)
+5(20+Δt)2-10×20-5×202 =10Δt+200Δt+5Δt2
=1+20+005=2105,Δs
Δt
=210501 =2105.
(2)由(1)知Δs
Δt
=10Δt+200Δt+5Δt
2
Δt
=210+5Δt,
当Δt趋于0时,ΔsΔt
趋于210,
所以赛车在t=20时的瞬时速度为210m/s.
专项小练二
1.A; 2.D; 3.BC.
4.3; 5.y=(2+ 槡22)x-(2+ 槡22)或 y=(2-
槡22)x-(2- 槡22).
6.解:点P(1,1)处的切线的斜率
k=lim
h→0
f(1+h)-f(1)
h =limh→0
1
1+h-1
h
=lim
h→0
-1
1+h=-1,
故切线方程为y-1=-(x-1),即x+y-2=0,
令x=0,y=2,则B(0,2),
令y=0,x=2,则A(2,0),则S△OAB =
1
2×2×2=2.
一、单项选择题 1~4 CBBA 5~8 ABBA
二、多项选择题 9.AC; 10.ABD; 11.ABC.
三、填空题
12.e
3-2
e-1; 13.
3π
4; 14.[-2,2].
四、解答题
15.(1)Δy=0481201,ΔyΔt
=481201.
(2)函数y=f(t)在t1 =4处的导数是48.
16.(1)113(m/s);
(2)物体在第1s末的瞬时速度为6m/s.
(3)经过2s该物体的运动速度达到14m/s.
17.解:(1)设人从C点运动到B点位移为xm,AB为身
影长度,为ym,
由于CD∥BE,则ABAC=
BE
CD,即
y
x+y=
16
8,
所以y=025x.
(2)设人离开C点的时间为ts,
而84m/min=14m/s,而x=14t,所以y=035t.
在[0,10]内自变量的增量为t2-t1 =10-0=10,
函数值的增量为
f(t2)-f(t1)=035×10-035×0=35,
所以
f(t2)-f(t1)
t2-t1
=3510 =035,
即人离开 C点 10s内身影长度的平均变化率为
035m/s.
18.解:(1)由题意得,割线AB的斜率
k=-(2+Δx)
2+(2+Δx)-(-4+2)
Δx
=-4Δx+Δx-(Δx)
2
Δx
=-3-Δx,
由 -3-Δx≤-1,得Δx≥-2,又Δx≠0,
所以Δx的取值范围是[-2,0)∪(0,+∞).
(2)由(1)知函数f(x)=-x2+x在x=2时的导数
为f′(2)=-3,
又f(2)=-22+2=-2,
所以函数f(x)在点A处的切线斜率为 -3,
所以函数f(x)在点 A处的切线的方程为 y-(-2)
=-3(x-2),即3x+y-4=0.
19.解:设切点坐标为(x0,y0),则y0 =x
3
0-3x
2
0+x0,
因为Δy=f(x0+Δx)-f(x0)=(x0+Δx)
3-3(x0
+Δx)2+(x0+Δx)-(x
3
0-3x
2
0+x0)=3x
2
0Δx+3x0(Δx)
2
+(Δx)3-6x0Δx-3(Δx)
2+Δx,
所以
Δy
Δx
=3x20+3x0Δx+(Δx)
2-6x0-3Δx+1,
所以f′(x0)=lim
Δx→0
Δy
Δx
=3x20-6x0+1,
所以切线方程为y-(x30-3x
2
0+x0)=(3x
2
0-6x0+
1)(x-x0).
因为切线过原点,所以x30-3x
2
0+
x0 =3x
3
0-6x
2
0+x0,
即2x30-3x
2
0=0,解得x0=0或x0
= 32,
所以切线方程为x-y=0或5x+
4y=0.
书
专项小练 导数的运算
1.已知f(x)=-1
x3
,则f′(x)= ( )
(A)-3
x4
(B)3
x4
(C)1
x4
(D)-1
x4
2.设a∈R,函数f(x)=ex+ae-x的导函数
是f′(x),且f′(x)是奇函数,则a的值为 ( )
(A)1 (B)-12 (C)
1
2 (D)-1
3.(多选)下列求导运算正确的是 ( )
(A)(e3x)′=3ex
(B () x22x+ )1 ′=x
(C)(2sinx-3)′=2cosx
(D () ln x2 )-x′= 2x(2-x)
4.若曲线y=axcosx在点(0,0)处的切线斜
率为 -1,则a= .
5.若曲线y=logax(a>0,a≠1)在点(1,0)
处的切线与直线x+2y-3=0垂直,则a=
.
6.一小球做简谐振动,其运动方程为 y=
(20sin3t-π )2 ,其中 y(单位:cm)是小球相对于
平衡点的距离,t(单位:s)为运动时间.
(1)求小球在t=π4s时刻的速度;
(2)从t=0s开始,最少经过多长时间该小球
的瞬时速度达到最大?
书
一、判断切线的条数
例1已知曲线y=x3上某点处的切线的斜率
为1,则这样的切线的条数为 ( )
(A)1条 (B)2条
(C)多于2条 (D)不能确定
分析:我们可以根据曲线上点(x,y)处的导数为
1,建立方程,解出方程即可判断切线的条数.
解:设y=x3在A(x0,x
3
0)处的导数值为1,
则有y′(x0)=1.
又y′=3x2,则3x20 =1,所以x0 =±槡
3
3.
可知曲线上有两个点处的切线的斜率为1,
所以这样的直线有两条,所以选(B).
评注:如果知道曲线y=f(x)的切线的斜率为
m,我们可根据方程f′(x)=m的根的个数来确定切
线的条数.
二、求参数的值
例2函数y=ax2+1的图象与直线y=x相
切,则a= ( )
(A)1 (B)12 (C)
1
4 (D)
1
8
分析:先设出切点,然后利用导数的几何意义求解.
解:设切点为A(x0,y0),则曲线y=ax
2+1在
A点处切线的斜率为k=y′(x0)=2ax0.
依题意得2ax0 =1, ①
因为切点A(x0,y0)满足曲线方程,
所以y0 =ax
2
0+1,又y0 =x0,
所以x0 =ax
2
0+1. ②
联立①②,解得a=14.故选(C).
评注:求与曲线的切线有关的参数问题时,解
题的关键是灵活运用导数的几何意义,通过设切
点,联立方程(组)求解.
三、求切线的方程
例3过点(-1,0)作曲线y=x2+x+1的切
线,则其中一条切线为 ( )
(A)y=x-1 (B)y=3x+3
(C)y=x+1 (D)y=3x-3
分析:本题主要考查利用导数的几何意义求
切线的方程.
解:设切点为A(x0,y0),则有y0=x
2
0+x0+1.
又y′=2x+1,所以y′(x0)=2x0+1,
即切线的斜率为2x0+1,所以切线方程为
y-x20-x0-1=(2x0+1)(x-x0).
由点(-1,0)在切线上,
解得x0 =0或x0 =-2.
所以切点为(0,1)或(-2,3),
所以切线方程为y=x+1或y=-3x-3,
所以选(C).
评注:本题通过导数和切点建立方程,对于此
类问题一般使用导数的方法较简单.在平时的学
习中,我们要有意识地进行训练.
!
!"#$%
&'()*(+
,-./012
"
!"
!"
书书书
导
数
的
运
算
同
步
核
心
素
养
测
评
◎
数
理
报
社
试
题
研
究
中
心
第
Ⅰ
卷
选
择
题
(
共
58
分
)
一
、
单
项
选
择
题
:
本
大
题
共
8
小
题
,
每
小
题
5
分
,
共
40
分
.
1.
已
知
曲
线
f(
x)
槡
=
a
x
在
点
(
1,
f(
1)
)
处
的
切
线
为
y
=
2x
+
a
-
2,
则
实
数
a
=
(
)
(
A
)
1
(
B)
2
(
C)
3
(
D
)
4
2 .
函
数
y
=
x2
si
n
x
的
导
数
为
(
)
(
A
)
y′
=
2x
+
co
sx
(
B)
y′
=
x2
co
sx
(
C)
y′
=
2x
co
sx
(
D
)
y′
=
2x
si
n
x
+
x2
co
sx
3.
假
设
某
地
在
20
年
间
经
济
高
质
量
增
长
,G
D
P
的
值
p(
单
位
:
亿
元
)
与
时
间
t(
单
位
:
年
)
之
间
的
关
系
为
p(
t)
=
p 0
(
1
+
10
%
)
t ,
其
中
p 0
为
t
=
0
时
的
p
值
.假
定
p 0
=
2,
那
么
在
第
10
个
年
头
,G
D
P
增
长
的
速
度
大
约
为
(
精
确
到
0.
01
亿
元
/年
)
(
)
附
:1
1
10
≈
2
59
,当
x
取
很
小
的
正
数
时
,l
n(
1
+
x)
≈
x.
(
A
)
0.
52
亿
元
/年
(
B)
0.
07
亿
元
/年
(
C)
1.
62
亿
元
/年
(
D
)
1.
55
亿
元
/年
4.
现
有
一
个
圆
柱
形
空
杯
子
,盛
液
体
部
分
的
底
面
半
径
为
2
cm
,
高
为
8
cm
,
用
一
个
注
液
器
向
杯
中
注
入
溶
液
,
已
知
注
液
器
向
杯
中
注
入
的
溶
液
的
容
积
V(
单
位
:
m
l)
关
于
时
间
t(
单
位
:
s)
的
函
数
解
析
式
为
V
=
π
t3
+
3 π
t2
(
t ≥
0)
,不
考
虑
注
液
过
程
中
溶
液
的
流
失
,则
当
t
=
2
时
,
杯
中
溶
液
上
升
高
度
的
瞬
时
变
化
率
为
(
)
(
A
)
4
cm
/s
(
B)
5
cm
/s
(
C)
6
cm
/s
(
D
)
7
cm
/s
5.
设
函
数
f(
x)
=
ex
+
2s
in
x
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
)
1 6
(
B)
1 3
(
C)
1 2
(
D
)
2 3
6.
已
知
函
数
f(
x)
=
x3
-
4x
,f
(
x)
定
义
域
为
R
,g
(
x)
=
(
2c
os
x
+
π
)
6
,g
(
x)
定
义
域
为
(
0,
π
)
,g
(
x)
在
(
x 0
,g
(
x 0
)
)
处
的
切
线
斜
率
与
f(
x)
在
(
1,
f(
1)
)
处
的
切
线
斜
率
相
等
,则
x 0
=
(
)
(
A
)
0
(
B)
π 6
(
C)
π 2
(
D
)
2 π 3
7.
若
pq
≠
0,
直
线
f(
x)
=
px
+
1
与
曲
线
g(
x)
=
eq
x-
3
相
切
于
点
(
x 0
,y
0
)
,则
x 0
=
(
)
(
A
)
1 p
-
3 q
(
B)
1 q
-
1 p
(
C)
1 q
-
3 p
(
D
)
1 p
-
1 q
8.
已
知
点
P
为
函
数
f(
x)
=
e2
x
的
图
象
上
一
点
,则
点
P
到
直
线
l:
y
=
2x
的
距
离
的
最
小
值
为
(
)
(
A
)
槡
5 5
(
B)
1 5
(
C)
1 2
(
D
)
1 4
二
、
多
项
选
择
题
:
本
题
共
3
小
题
,
每
小
题
6
分
,
共
18
分
.
9.
可
能
把
直
线
y
=
3 2
x
+
m
作
为
切
线
的
曲
线
是
(
)
(
A
)
y
=
-
1 x
(
B)
y
=
co
sx
(
C)
y
=
ln
x
(
D
)
y
=
ex
10
.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
0,
π
)
2
上
是
凸
函
数
的
是
(
)
(
A
)
f(
x)
=
si
n
x
+
co
sx
(
B)
f(
x)
=
ln
x
-
2x
(
C)
f(
x)
=
-
x3
+
2x
-
1
(
D
)
f(
x)
=
-
xe
-x
11
.已
知
奇
函
数
f(
x)
和
它
的
导
函
数
g(
x)
的
定
义
域
均
为
R
,
且
f(
2
-
x)
+
f(
x)
=
4,
则
下
列
结
论
正
确
的
有
(
)
(
A
)
f(
x
+
4)
=
f(
x)
(
B)
g(
x)
为
偶
函
数
(
C)
g(
x)
=
g(
2
-
x)
(
D
)
f(
2
02
4)
=
4
04
8
第
Ⅱ
卷
非
选
择
题
(
共
92
分
)
三
、
填
空
题
:
本
题
共
3
小
题
,
每
小
题
5
分
,
共
15
分
.
12
.已
知
函
数
f(
x)
=
2x
,若
f′
(
x 0
)
=
ln
4,
则
x 0
=
.
13
.已
知
函
数
f(
x)
=
xl
n
x,
角
θ
为
函
数
f(
x)
在
点
(
e,
f(
e)
)
处
的
切
线
的
倾
斜
角
,则
si
n
θ
+
2c
os
θ
si
n
θ
-
co
s θ
=
.
14
.设
f 0
(
x)
=
si
n
2x
+
co
s2
x,
f 1
(
x)
=
f′ 0
(
x)
,f
2
(
x)
=
f′ 1
(
x)
,
…
, f
1+
n(
x)
=
f′ n
(
x)
,n
∈
N
,则
f 2
02
4
(
x)
=
.
四
、
解
答
题
:
本
题
共
5
小
题
,
共
77
分
.
15
.(
13
分
)
求
下
列
函
数
的
导
数
.
(
1)
y
=
ln
4x ex
;(
2)
y
=
x
1
+
x
槡
2
;
(
3)
y
=
x
(
co
s
2x
+
π
)
2
(
si
n
2x
+
π
)
2
.
16
.(
15
分
)
已
知
f(
x)
=
f′
(
1)
x2
-
x
+
2l
n
x.
(
1)
求
f′
(
1)
并
写
出
f(
x)
的
表
达
式
;
(
2)
记
g(
x)
=
1 2
(
f(
x)
+
x2
+
x)
+
a,
若
曲
线
y
=
ex
+
2x
在
点
(
0,
1)
处
的
切
线
也
是
曲
线
g(
x)
的
切
线
,求
a
的
值
.
¡ W ¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ © ª « ¬ }
!
6 ® ! " # $ % & ' (
¡ W ¢ ¯ ¤ ¥ ¦ § ¨ © ª « ¬ }
!
6 ® ! " ) $ % & ' (