第25期 5.2 导数的运算-【数理报】2024-2025学年高二数学选择性必修第二册同步学案(人教A版2019)

2025-03-12
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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. !"#$%&'()* +,%&-./012' !"#$%#&'$&() +,34-./012' *"#$+#&'$!"# 书 设f(x)存在导函数f′(x),则二者的对称 性有下述结论: 1.若f(x)有对称轴x=a,则f′(x)有对 称中心(a,0). 特殊情况:偶函数的导函数为奇函数. 证明:f(x)有对称轴x=af(a+x)= f(a-x),两端求导可得 f′(a+x)=-f′(a-x), 所以f′(a+x)+f′(a-x)=0, 故f′(x)关于点(a,0)对称. 2.若f(x)有对称中心(a,b),则f′(x)有 对称轴x=a. 特殊情况:奇函数的导函数为偶函数. 证明:f(x)有对称中心(a,b)f(a+x) +f(a-x)=2b,两端求导得 f′(a+x)-f′(a-x)=0, 所以f′(a+x)=f′(a-x), 故f′(x)关于直线x=a对称. 3.若f′(x)有对称轴x=a,则f(x)有对 称中心(a,b). 证明:f′(x)有对称轴x=af′(a+x)- f′(a-x)=0,我们把此式看成由某式求导得 出,则该式为f(a+x)+f(a-x)=C, 令C=2b得f(a+x)+f(a-x)=2b f(x)关于(a,b)对称. 4.当f′(x)的对称中心为(a,b)时, 若b≠0,则f(x)不一定有对称轴, 若b=0,则f(x)有对称轴x=a. 证明:f′(x)有对称中心(a,b) f′(a+x)+f′(a-x)-2b=0, 我们把上式看成由某式求导得出,则该式为 f(a+x)-f(a-x)-2bx=C,C为常数, 在上式中令x=0可得C=0, 代入上式整理得f(a+x)=f(a-x)+ 2bx, 当b=0时,上式即为f(a+x)=f(a- x)f(x)有对称轴x=a, 而当b≠0时,无法得出 f(x)具有对称 轴. 例1已知对任意实数 x,有 f(-x)= -f(x),g(-x)=g(x),且当x>0时,f′(x) >0,g′(x)>0,则当x<0时 (  ) (A)f′(x)>0,g′(x)>0 (B)f′(x)>0,g′(x)<0 (C)f′(x)<0,g′(x)>0 (D)f′(x)<0,g′(x)<0 解析:由题得f(x)为奇函数, 所以f′(x)为偶函数. 因为当x>0时,f′(x)>0, 所以当x<0时,f′(x)=f′(-x)>0. 由题得g(x)为偶函数,所以 g′(x)为奇 函数.因为当x>0时,g′(x)>0,所以当x< 0时,g′(x)=-g′(-x)<0.故选(B). 例2已知函数 f(x)=ax4+bx2+c,若 f′(1)=2,则f′(-1)= (  )                (A)-1 (B)-2 (C)2 (D)0 解析:易知f(x)是偶函数,则f′(x)是奇 函数,所以f′(-1)=-f′(1)=-2. 故选(B). !"#$ %& , 56789:;< =: !!!"> #$%&? '@ (ABC>D : > !" !"#$ %&'()*+ !"#$%&' ()*+,-./0 12345678! 9)%:;< =>?@ABCD! EFGHI)JK$ LMNOPHQR$ !S#TUVWX %GYZ)[\]^ _`abcdHR! ef-9ghXij klm)2345 no6p! qrstX9 )uvG,!wxy z{{|}~€ -‚ƒ„…9†‡ )ˆ‰!%ŠŠ)‹ Œa_9Ž- k‘’“”X9) •–!—˜w™Š) qrš›œ-9> tžŸ ¡¢£) 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 ÏEžt¾¶6Ð- ÑÒÓÔEsÕ¦ Ö-0Xר‘¢) Ù¨ÚÛkÜ=! 9}5sÝ) Þßà-áâã)ä 嚿4-çèX% éêë! S°)Å ì“í³îï-^a YZ)[ð-ñ>ò óôõ-0Xö,š 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+005=2105,Δs Δt =210501 =2105. (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=0481201,ΔyΔt =481201. (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= 16 8, 所以y=025x. (2)设人离开C点的时间为ts, 而84m/min=14m/s,而x=14t,所以y=035t. 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)=035×10-035×0=35, 所以 f(t2)-f(t1) t2-t1 =3510 =035, 即人离开 C点 10s内身影长度的平均变化率为 035m/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 " ˜™ š › !" !" 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 ® ! " ) $ % & ' (

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第25期 5.2 导数的运算-【数理报】2024-2025学年高二数学选择性必修第二册同步学案(人教A版2019)
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