内容正文:
清单01 导数的概念意义及运算
(4个考点梳理+10题型解读+提升训练)
清单01 函数的平均变化率
定义:一般地,函数在区间上的平均变化率为:,表示为函数从到的平均变化率,若设,则平均变化率为
清单02 函数在处的导数(瞬时变化率)
定义:函数在处瞬时变化率是,我们称它为函数在处的导数,记作.
清单03 导数的几何意义
如图,在曲线上任取一点,如果当点沿着曲线无限趋近于点时,割线无限趋近于一个确定的位置,这个确定位置的直线称为曲线在点处的切线.则割线的斜率
清单04 曲线的切线问题
1、在型求切线方程
已知:函数的解析式.计算:函数在或者处的切线方程.
步骤:第一步:计算切点的纵坐标(方法:把代入原函数中),切点.
第二步:计算切线斜率.
第三步:计算切线方程.切线过切点,切线斜率。
根据直线的点斜式方程得到切线方程:.
2、过型求切线方程
已知:函数的解析式.计算:过点(无论该点是否在上)的切线方程.
步骤:第一步:设切点
第二步:计算切线斜率;计算切线斜率;
第三步:令:,解出,代入求斜率
第三步:计算切线方程.根据直线的点斜式方程得到切线方程:.
【考点题型一】求平均变化率()
【例1】(24-25高二下·上海杨浦·期中)函数 在 到 之间的平均变化率是 . (用含 的代数式表示)
【变式1-1】.(25-26高三上·上海·期末)函数在区间上的平均变化率为 .
【变式1-2】.(24-25高三·上海·课堂例题)已知函数,其中,则此函数在区间上的平均变化率为 .
【变式1-3】.(25-26高三上·上海·单元测试)过函数图象上两点和作曲线的割线,则当时割线的斜率为 .
【变式1-4】(22-23高三上·上海青浦·阶段练习)函数在区间上的平均变化率等于 .
【考点题型二】求瞬时变化率()
【例2】(24-25高二下·江苏·阶段练习)已知某容器的高度为20cm,现在向容器内注入液体,且容器内液体的高度h(单位:cm)与时间t(单位:s)的函数关系式为,当时,液体上升高度的瞬时变化率为,则当时,液体上升高度的瞬时变化率为 .
【变式2-1】(24-25高二下·上海静安·期中)某质点沿直线运动,位移(单位:m)与时间(单位:s)之间的关系满足,其中,则该质点在时的瞬时速度为 m/s.
【变式2-2】.(24-25高三上·上海·期中)已知一罐汽水放入冰箱后的温度(单位:)与时间(单位:h)满足函数关系,则大约经过 分钟,温度的瞬时变化率为(精确到1分钟)
【变式2-3】.(24-25高三·上海·课堂例题)自由落体运动中,物体下落的距离(单位:m)与时间(单位:s)近似满足函数关系式,则物体在时间段内的平均速度为 .
【变式2-4】.(23-24高二下·上海静安·期末)自由落体运动中,物体下落的距离(单位:米)与时间(单位:秒)近似满足函数关系,则 ,其实际意义为 .
【考点题型三】导数概念中极限的简单计算()
【例3】(24-25高二下·上海·期中)设,则 .
【变式3-1】(24-25高二下·上海黄浦·期中)设函数的导函数为,若,则 .
【变式3-2】.(24-25高二下·上海浦东新·期中)已知函数,则 .
【变式3-3】.(24-25高二下·上海奉贤·期中)已知函数,若,则常数的值为: .
【变式3-4】(24-25高二下·上海·期中)已知函数在处可导,且,则 .
【考点题型四】求在某一点出切线()
【例4】(24-25高三上·上海宝山·阶段练习)已知,则曲线在处的切线方程是 .
【变式4-1】.(24-25高二下·上海宝山·期中)函数 在 处的切线方程为
【变式4-2】.(24-25高二下·上海·期中)曲线在处的切线方程为 .
【变式4-3】.(24-25高二下·上海静安·期中)已知函数,则曲线在点处的切线方程为 .
【考点题型五】求过某一点处切线()
【例5】(24-25高三·上海·课堂例题)已知曲线,求:
(1)曲线上与直线平行的切线方程;
(2)求过点且与曲线相切的切线方程.
【变式5-1】.(24-25高三·上海·课堂例题)经过点且与曲线相切的直线方程为 .
【变式5-2】.(22-23高二下·上海嘉定·期中)已知曲线,过点作曲线的切线,则切线方程 .
【变式5-3】.(22-23高三下·上海浦东新·开学考试)已知曲线,过点作曲线的切线,则切线的方程为 .
【考点题型六】已知切线求参数()
【例6】(24-25高三下·上海宝山·阶段练习)已知 为正实数,直线 与曲线 相切,则 的最小值为 .
【变式6-1】.(24-25高二下·上海·期中)已知 ,函数在点处切线的斜率是4,则实数 .
【变式6-2】.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是 .
【变式6-3】.(24-25高三·上海·课堂例题)已知曲线在点处切线的斜率为8,则 .
【考点题型七】导数的加减乘除,复合运算
【例7】(24-25高二下·上海浦东新·期中)下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式7-1】.(24-25高二下·上海·期中)下列求导运算中,不正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】.(23-24高二下·安徽蚌埠·期中)下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式7-3】.(24-25高二下·山东威海·期中)函数的导函数为( )
A. B. C. D.
【考点题型八】已知切线的条数求参数()
【例8】(24-25高一下·上海·期中)若过点可作曲线的三条切线,则的取值范围为 .
【变式8-1】.(24-25高二下·江西南昌·期中)过点可以做三条直线与曲线相切,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(24-25高二下·山东青岛·期中)过点作曲线的切线,不同的切线条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式8-3】(24-25高二下·福建厦门·期中)若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【考点题型九】公切线问题()
【例9】(2024·上海·三模)设曲线和曲线在它们的公共点处有相同的切线,则的值为 .
【变式9-1】.(22-23高二下·上海长宁·期末)若直线l与曲线、曲线都相切,则直线l的方程为 .
【变式9-2】.(22-23高三下·上海宝山·阶段练习)若存在直线,使之既是曲线的切线,又是曲线的切线,则实数的取值范围是 .
【变式9-3】.(22-23高三下·安徽·开学考试)已知直线l与曲线、都相切,则直线l的方程为 .
提升训练
一、填空题
1.(2025·上海浦东新·三模)曲线的图象上有一动点,则在此动点处切线的斜率的取值范围为 .
2.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)已知,且
3.(24-25高三上·上海浦东新·阶段练习)已知函数,则在点处的切线的倾斜角为 .
4.(24-25高一下·上海奉贤·期中)若函数,则 .
5.(24-25高二下·上海闵行·期中)已知函数的导函数为,且满足关系式,则 .
6.(24-25高二下·重庆城口·阶段练习)已知,直线与曲线相切,则的最小值是 .
7.(24-25高三·上海·课堂例题)已知函数,其中.若函数的图象在点处的切线不过第四象限且不过原点,则实数的取值范围为 .
8.(2024·福建宁德·三模)已知曲线和圆有2个交点,则实数的取值范围是 .
二、单选题
9.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若函数在处可导,且,则( )
A. B. C.1 D.2
10.(20-21高二·全国·单元测试)如图,已知函数的图象在点处的切线为,则( )
A. B. C.1 D.2
三、解答题
11.(24-25高二下·上海浦东新·期中)已知函数.
(1)求在区间上的平均变化率;
(2)求曲线在处的切线.
12.(24-25高三·上海·随堂练习)已知函数,其中.
(1)从函数图像上看,的驻点有什么特殊性质?
(2)求曲线在处的切线方程.
13.(2024高二·上海·专题练习)已知函数(、).当时,求函数图象过点的切线方程.
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清单01 导数的概念意义及运算
(4个考点梳理+10题型解读+提升训练)
清单01 函数的平均变化率
定义:一般地,函数在区间上的平均变化率为:,表示为函数从到的平均变化率,若设,则平均变化率为
清单02 函数在处的导数(瞬时变化率)
定义:函数在处瞬时变化率是,我们称它为函数在处的导数,记作.
清单03 导数的几何意义
如图,在曲线上任取一点,如果当点沿着曲线无限趋近于点时,割线无限趋近于一个确定的位置,这个确定位置的直线称为曲线在点处的切线.则割线的斜率
清单04 曲线的切线问题
1、在型求切线方程
已知:函数的解析式.计算:函数在或者处的切线方程.
步骤:第一步:计算切点的纵坐标(方法:把代入原函数中),切点.
第二步:计算切线斜率.
第三步:计算切线方程.切线过切点,切线斜率。
根据直线的点斜式方程得到切线方程:.
2、过型求切线方程
已知:函数的解析式.计算:过点(无论该点是否在上)的切线方程.
步骤:第一步:设切点
第二步:计算切线斜率;计算切线斜率;
第三步:令:,解出,代入求斜率
第三步:计算切线方程.根据直线的点斜式方程得到切线方程:.
【考点题型一】求平均变化率()
【例1】(24-25高二下·上海杨浦·期中)函数 在 到 之间的平均变化率是 . (用含 的代数式表示)
【答案】
【知识点】平均变化率
【分析】由平均变化率的概念即可求解.
【详解】函数 在 到 之间的平均变化率是
.
故答案为:.
【变式1-1】.(25-26高三上·上海·期末)函数在区间上的平均变化率为 .
【答案】1
【知识点】平均变化率
【分析】利用平均变化率的定义,列式计算即得.
【详解】函数在区间上的平均变化率为.
故答案为:1
【变式1-2】.(24-25高三·上海·课堂例题)已知函数,其中,则此函数在区间上的平均变化率为 .
【答案】3
【知识点】平均变化率
【分析】利用函数的解析式求出区间两个端点的函数值;利用平均变化率公式,求出该函数在区间上的平均变化率.
【详解】,,
该函数在区间上的平均变化率为,
,
故答案为:3.
【变式1-3】.(25-26高三上·上海·单元测试)过函数图象上两点和作曲线的割线,则当时割线的斜率为 .
【答案】3.31/
【知识点】平均变化率
【分析】利用斜率公式计算可得答案.
【详解】当时,;故;
故.
故答案为:.
【变式1-4】(22-23高三上·上海青浦·阶段练习)函数在区间上的平均变化率等于 .
【答案】5
【知识点】平均变化率
【分析】根据题意,由平均变化率公式计算可得答案.
【详解】解:因为在区间上,,
所以其平均变化率.
故答案为:5.
【考点题型二】求瞬时变化率()
【例2】(24-25高二下·江苏·阶段练习)已知某容器的高度为20cm,现在向容器内注入液体,且容器内液体的高度h(单位:cm)与时间t(单位:s)的函数关系式为,当时,液体上升高度的瞬时变化率为,则当时,液体上升高度的瞬时变化率为 .
【答案】8
【知识点】导数的运算法则、瞬时变化率的概念及辨析
【分析】根据瞬时变化率定义求导代入计算可得,即可求出结果.
【详解】易知,依题意可得,
所以或(舍),
因此时,液体上升高度的瞬时变化率为.
故答案为:8
【变式2-1】(24-25高二下·上海静安·期中)某质点沿直线运动,位移(单位:m)与时间(单位:s)之间的关系满足,其中,则该质点在时的瞬时速度为 m/s.
【答案】7
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析、求某点处的导数值
【分析】根据题意,求导可得,代入计算,即可得到结果.
【详解】由可得,则,
即质点在时的瞬时速度为m/s.
故答案为:
【变式2-2】.(24-25高三上·上海·期中)已知一罐汽水放入冰箱后的温度(单位:)与时间(单位:h)满足函数关系,则大约经过 分钟,温度的瞬时变化率为(精确到1分钟)
【答案】104
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析、导数的运算法则
【分析】利用导数的几何意义计算即可.
【详解】易知,则,
则分钟.
故答案为:104
【变式2-3】.(24-25高三·上海·课堂例题)自由落体运动中,物体下落的距离(单位:m)与时间(单位:s)近似满足函数关系式,则物体在时间段内的平均速度为 .
【答案】25
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析
【分析】利用公式计算物体在时间段内的平均速度即得.
【详解】,
故物体在时间段内的平均速度为.
故答案为:25.
【变式2-4】.(23-24高二下·上海静安·期末)自由落体运动中,物体下落的距离(单位:米)与时间(单位:秒)近似满足函数关系,则 ,其实际意义为 .
【答案】 物体在时的瞬时速度为m/s.
【知识点】求某点处的导数值、瞬时变化率的概念及辨析、基本初等函数的导数公式
【分析】根据导函数定义求解即可;
【详解】因为,,所以;
其实际意义为物体在时的瞬时速度为m/s;
故答案为:;物体在时的瞬时速度为m/s.
【考点题型三】导数概念中极限的简单计算()
【例3】(24-25高二下·上海·期中)设,则 .
【答案】
【知识点】导数定义中极限的简单计算、基本初等函数的导数公式、求某点处的导数值
【分析】根据导数定义及基本初等函数的导数计算求解.
【详解】因为,所以,
则.
故答案为:.
【变式3-1】(24-25高二下·上海黄浦·期中)设函数的导函数为,若,则 .
【答案】4
【知识点】导数定义中极限的简单计算
【分析】利用导数的定义求解即可.
【详解】由题设,
所以.
故答案为:4.
【变式3-2】.(24-25高二下·上海浦东新·期中)已知函数,则 .
【答案】或-0.5
【知识点】导数定义中极限的简单计算、简单复合函数的导数
【分析】根据函数在某点处导数的定义,结合所给函数的导数公式进行求解.
【详解】根据函数的导数定义,
表示的是函数在处的导数.
根据复合函数求导法则,.
所以.
故答案为:.
【变式3-3】.(24-25高二下·上海奉贤·期中)已知函数,若,则常数的值为: .
【答案】
【知识点】导数定义中极限的简单计算、求某点处的导数值
【分析】根据导数的定义及基本初等函数的导数公式可求解.
【详解】因为,又,所以,
又,所以,所以,所以.
故答案为:.
【变式3-4】(24-25高二下·上海·期中)已知函数在处可导,且,则 .
【答案】
【知识点】导数定义中极限的简单计算
【分析】根据导数的定义及极限的简单运算计算可得.
【详解】因为,
所以,
所以.
故答案为:
【考点题型四】求在某一点出切线()
【例4】(24-25高三上·上海宝山·阶段练习)已知,则曲线在处的切线方程是 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的运算法则
【分析】利用导数的几何意义求出导数值,再由点斜式方程可得答案.
【详解】易知,可得;
又,所以切点坐标为;
因此切线方程为,即.
故答案为:
【变式4-1】.(24-25高二下·上海宝山·期中)函数 在 处的切线方程为
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、简单复合函数的导数
【分析】先求出,再利用导数的意义求出切线的斜率,由点斜式得到直线方程即可.
【详解】,
,,
所以函数 在 处的切线方程为,即.
故答案为:.
【变式4-2】.(24-25高二下·上海·期中)曲线在处的切线方程为 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的运算法则
【分析】利用导数的几何意义结合直线的点斜式方程即可求得答案.
【详解】由题意得,当时,,
所以曲线在处的切线方程为,即,
故答案为:.
【变式4-3】.(24-25高二下·上海静安·期中)已知函数,则曲线在点处的切线方程为 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】求得,得到,进而求得切线的方程,得到答案.
【详解】由函数,可得,则,
即曲线在点处的切线的斜率为,切点坐标为,
所以曲线在点处的切线方程为.
故答案为:.
【考点题型五】求过某一点处切线()
【例5】(24-25高三·上海·课堂例题)已知曲线,求:
(1)曲线上与直线平行的切线方程;
(2)求过点且与曲线相切的切线方程.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、求过一点的切线方程、基本初等函数的导数公式
【分析】(1)设切点为,对函数求导后,由题意可得,求出,从而可求出切点坐标,进而可求出切线方程;
(2)设切点,利用导数的几何意义表示出切线方程,然后将点坐标代入切线方程可求出,从而可求出切点坐标,进而可求出切线方程.
【详解】(1)设切点为,由得,
因为切线与平行,所以,
所以,所以,所以切点为.
则所求切线方程为,即;
(2)若斜率不存在,直线符合题意,
若斜率存在,设切点,
则切线方程为,
又切线过点,
所以,即.
所以切线方程为,即.
综上,切线方程为即或
【变式5-1】.(24-25高三·上海·课堂例题)经过点且与曲线相切的直线方程为 .
【答案】或
【知识点】求过一点的切线方程、基本初等函数的导数公式
【分析】设切点为,然后利用导数的几何意义求解即可.
【详解】设切点为,由,得,
所以切线的斜率为,
所以切线方程为,
因为切线过点,所以,
化简得,解得或,
所以切线方程为或,
即切线方程为或.
故答案为:或
【变式5-2】.(22-23高二下·上海嘉定·期中)已知曲线,过点作曲线的切线,则切线方程 .
【答案】
【知识点】求过一点的切线方程、导数的加减法、导数的乘除法
【分析】设切点坐标为,求出切线方程,代入点求出,从而可得切线方程.
【详解】设切点坐标为,
由,得,
所以曲线在点处的切线方程为.
因为切线过点,所以,解得.
所以切线方程为.
故答案为:.
【变式5-3】.(22-23高三下·上海浦东新·开学考试)已知曲线,过点作曲线的切线,则切线的方程为 .
【答案】
【知识点】求曲线切线的斜率(倾斜角)、求过一点的切线方程
【分析】设切点坐标为,根据切线所过的点得到的方程,解出后可得所求的切线方程.
【详解】设切点坐标为,,则切线的斜率,
故切线方程为,又因为点在切线上,
所以,整理得到,
解得,所以切线方程为.
故答案为: .
【考点题型六】已知切线求参数()
【例6】(24-25高三下·上海宝山·阶段练习)已知 为正实数,直线 与曲线 相切,则 的最小值为 .
【答案】9
【知识点】已知切线(斜率)求参数、基本不等式“1”的妙用求最值、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、基本不等式求和的最小值
【分析】先设切点坐标,再根据切点在直线和曲线上列式求参,最后应用基本不等式计算求解.
【详解】设切点为,
又因为曲线 ,则,直线 斜率为1,
所以,又因为,
所以,所以,因为 为正实数,
所以,
当且仅当,即时,则 取最小值为9.
故答案为:9.
【变式6-1】.(24-25高二下·上海·期中)已知 ,函数在点处切线的斜率是4,则实数 .
【答案】
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的乘除法
【分析】根据导数的几何意义列方程,求解即可.
【详解】由题意,,
因为函数在点处切线的斜率是4,
所以,解得.
故答案为:.
【变式6-2】.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的运算法则
【分析】设出切点横坐标,利用导数的几何意义求得切线方程,根据切线经过原点得到关于的方程,根据此方程应有两个不同的实数根,求得的取值范围.
【详解】∵,
∴,设切点为,则,
切线方程为:,
∵切线过原点,
∴,
整理得:,
∵切线有两条,∴,
∴的取值范围是,
故答案为:
【变式6-3】.(24-25高三·上海·课堂例题)已知曲线在点处切线的斜率为8,则 .
【答案】
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的运算法则
【分析】对函数求导后,由可求出的值.
【详解】由,得,
则由题意得,解得.
故答案为:
【考点题型七】导数的加减乘除,复合运算
【例7】(24-25高二下·上海浦东新·期中)下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】简单复合函数的导数、导数的运算法则
【分析】根据导数的运算法则及简单复合函数求导法则计算可得.
【详解】对于A:,故A错误;
对于B:,故B错误;
对于C:,故C错误;
对于D:,故D正确.
故选:D
【变式7-1】.(24-25高二下·上海·期中)下列求导运算中,不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】导数的运算法则、简单复合函数的导数、基本初等函数的导数公式
【分析】逐项求导判断即可.
【详解】因为:, ,
,
故ACD计算正确;
因为,故B计算错误.
故选:B
【变式7-2】.(23-24高二下·安徽蚌埠·期中)下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】基本初等函数的导数公式
【分析】逐一求导验证可得结果.
【详解】因为;
;
.
故选:A
【变式7-3】.(24-25高二下·山东威海·期中)函数的导函数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】基本初等函数的导数公式、导数的运算法则
【分析】根据常用基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求解即可.
【详解】,
故选:B.
【考点题型八】已知切线的条数求参数()
【例8】(24-25高一下·上海·期中)若过点可作曲线的三条切线,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】求已知函数的极值、求过一点的切线方程
【分析】设切点为,利用导数的几何意义先求切线方程,由切线方程过点得,令,即与的图像有三个交点,
利用导数研究极值即可求解.
【详解】设切点为,则,所以,
所以切线方程为,
又切线过点,所以,
即,令,
所以,即与的图象有三个交点,
所以,令有或,
由得或,得,
所以在单调递减,在上单调递增,
所以的极大值为,的极小值为,
所以,即,
故答案为:.
【变式8-1】.(24-25高二下·江西南昌·期中)过点可以做三条直线与曲线相切,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求过一点的切线方程、函数单调性、极值与最值的综合应用
【分析】根据导数的几何意义及直线的点斜式方程可得切线方程,从而将问题化为方程有3解,进而转化为与有3个交点,设,从而利用导数研究函数的单调性及极值,即可求解.
【详解】因为,所以,
设过点的切线切曲线于点,
则切线方程为,又其过点,
所以,所以根据题意可得该关于的方程有3解,
即方程有3解,
所以与有3个交点,
设,则,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以的极小值为,的极大值为,
且时,;时,,
所以要使与有3个交点,则需.
故选:A
【变式8-2】(24-25高二下·山东青岛·期中)过点作曲线的切线,不同的切线条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【知识点】求过一点的切线方程
【分析】设切点坐标,由斜率构造等式求解即可.
【详解】由题意设切点坐标,
,
切线斜率:,,
化简可得:,
解得:或,
所以满足条件的切点有两个,对应切线有2条,
故选:C
【变式8-3】(24-25高二下·福建厦门·期中)若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、求过一点的切线方程、导数的乘除法
【分析】设出切点坐标,根据导数的几何意义,得出切线的斜率,代入点斜式方程,得出切线的方程,将原点坐标代入,整理得出.由题意可知,,求解即可得出答案.
【详解】设切点为,
由已知可得.
根据导数的几何意义可知,
切线的斜率为.
代入切线方程为,
整理可得.
又切线经过原点,
所以有,
整理可得.
因为曲线有两条过坐标原点的切线,
所以方程有两个不相等的实数解,
即有,解得或.
故选:B.
【考点题型九】公切线问题()
【例9】(2024·上海·三模)设曲线和曲线在它们的公共点处有相同的切线,则的值为 .
【答案】2
【知识点】求某点处的导数值、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题
【分析】根据两曲线在有公切线,则是公共点,该点处的导数值相同,列出方程求出的值,则答案可求.
【详解】由已知得,解得,
又,
所以得,
所以,
所以.
故答案为:2
【变式9-1】.(22-23高二下·上海长宁·期末)若直线l与曲线、曲线都相切,则直线l的方程为 .
【答案】或
【知识点】两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题、导数的运算法则
【分析】设切点分别为,,分别求出两曲线的切线方程是和,解方程,且,即得解.
【详解】由得,设切点为,所以切线的斜率为,
则直线l的方程为:,即;
由得,设切点为,所以切线的斜率为,
则直线l的方程为:.
所以,且,
消去得,故或,
所以直线l的方程为:或.
故答案为:或.
【变式9-2】.(22-23高三下·上海宝山·阶段练习)若存在直线,使之既是曲线的切线,又是曲线的切线,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用导数研究方程的根、两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题
【分析】设直线与曲线的切点为,结合公切线可得,令,利用导数可求得此函数的值域,从而可求参数的取值范围.
【详解】设该直线与曲线的切点为,
因为,故直线的斜率为,故直线的方程为,
整理得到,
由可得,
因为直线与曲线相切,故,
故,
设,,,
当时,,当时,,
故在上为增函数,在上为减函数,
故,
当时,,故的值域为,
故即,而,故实数的取值范围是
故答案为:.
【点睛】思路点睛:不同曲线的公切线问题,应该以切点的横坐标为枢纽,结合公切线的性质得到切点满足的方程,再通过构建新函数得到方程有解时参数的取值范围,从而使得问题得以解决.
【变式9-3】.(22-23高三下·安徽·开学考试)已知直线l与曲线、都相切,则直线l的方程为 .
【答案】或
【知识点】两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题
【分析】分别求出两曲线的切线方程是和,解方程,,即得解.
【详解】解:由得,设切点为,所以切线的斜率为,
则直线l的方程为:;
由得,设切点为,所以切线的斜率为,
则直线l的方程为:.
所以,,
消去得,
故或,所以直线l的方程为:或.
故答案为:或
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一、填空题
1.(2025·上海浦东新·三模)曲线的图象上有一动点,则在此动点处切线的斜率的取值范围为 .
【答案】
【知识点】求曲线切线的斜率(倾斜角)
【分析】根据导数的几何意义,即可求解.
【详解】,根据导数的几何意义可知,切线的斜率的取值范围为.
故答案为:
2.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)已知,且
【答案】
【知识点】导数定义中极限的简单计算、简单复合函数的导数
【分析】根据导数的定义可求极限值.
【详解】由题,,
故答案为:
3.(24-25高三上·上海浦东新·阶段练习)已知函数,则在点处的切线的倾斜角为 .
【答案】
【知识点】求曲线切线的斜率(倾斜角)、反三角函数
【分析】利用导数求出切线斜率,然后由反三角表示即可.
【详解】因为,所以,
记在点处的切线的倾斜角为,则,则,
所以.
故答案为:
4.(24-25高一下·上海奉贤·期中)若函数,则 .
【答案】
【知识点】求某点处的导数值、导数的运算法则
【分析】由导数的运算可得结果.
【详解】由,,则.
故答案为:.
5.(24-25高二下·上海闵行·期中)已知函数的导函数为,且满足关系式,则 .
【答案】
【知识点】基本初等函数的导数公式、导数的运算法则
【分析】求导后,令可得结果.
【详解】因为,所以,
所以,得.
故答案为:
6.(24-25高二下·重庆城口·阶段练习)已知,直线与曲线相切,则的最小值是 .
【答案】27
【知识点】已知切线(斜率)求参数、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】由导数几何意义和切线斜率可求得切点坐标,由此得到,利用配凑出符合基本不等式的形式,利用基本不等式可求得结果.
【详解】由得:;当时, ,
直线与曲线相切的切点坐标为,
,又为正实数,
,
(当且仅当,即,即时取等号),
的最小值为27.
故答案为:27.
7.(24-25高三·上海·课堂例题)已知函数,其中.若函数的图象在点处的切线不过第四象限且不过原点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的运算法则
【分析】先利用导数的几何意义求出切线方程,然后由题意可得,从而可求出的取值范围.
【详解】由,得,
所以,,
所以切线方程为,
即,
因为切线不过第四象限且不过原点,
所以,解得,
即实数的取值范围为.
故答案为:
8.(2024·福建宁德·三模)已知曲线和圆有2个交点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】求曲线切线的斜率(倾斜角)、由直线与圆的位置关系求参数
【分析】分,,,几种情况,结合图象的变换知识可求的取值范围.
【详解】当时,由图象的变换可得,与一定有两个交点,
当,过点,
求导可得,,所以在处的切线方程为,
此时的圆心到直线的距离,
所以直线与圆只有一个公共点,
此时与只有一个交点,
当向左移动时,即时,与一定没有交点,
当时,与一定有两个交点,
故曲线与有两个交点时的取值范围为.
故答案为:.
二、单选题
9.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若函数在处可导,且,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【知识点】导数定义中极限的简单计算
【分析】根据导数的定义及极限的相关运算性质计算可得.
【详解】因为,所以,
又函数在处可导,
所以.
故选:D
10.(20-21高二·全国·单元测试)如图,已知函数的图象在点处的切线为,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】根据图像算出函数在点处的切线,即可求出其在处的函数值与导数取值。
【详解】由图象可得,切线过点和,切线斜率为,所以,
又因为切线方程为,则切点坐标为,有,
所以.
故选:C
三、解答题
11.(24-25高二下·上海浦东新·期中)已知函数.
(1)求在区间上的平均变化率;
(2)求曲线在处的切线.
【答案】(1)
(2)
【知识点】平均变化率、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的运算法则
【分析】(1)根据平均变化率的定义计算可得;
(2)求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程;
【详解】(1)因为,所以,,
所以在区间上的平均变化率为;
(2)因为,所以,
所以,
所以切点为,切线的斜率,
所以曲线在处的切线为,即.
12.(24-25高三·上海·随堂练习)已知函数,其中.
(1)从函数图像上看,的驻点有什么特殊性质?
(2)求曲线在处的切线方程.
【答案】(1)的驻点是函数的最高点或者最低点;
(2)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、基本初等函数的导数公式、二倍角的正弦公式
【分析】(1)利用正弦的二倍角公式及驻点的定义即可求解.
(2)利用导数的几何意义及直线的点斜式方程即可求解.
【详解】(1)由题意可知,,
所以,
令,解得,,
从函数图像上看,的驻点是函数的最高点或者最低点;
(2)由(1)知,,
所以,切点,
所以曲线在点处的斜率为,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
13.(2024高二·上海·专题练习)已知函数(、).当时,求函数图象过点的切线方程.
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、简单复合函数的导数
【分析】利用导数求函数在某一点的切线方程即可
【详解】当时,,
所以切线方程为,即为.
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