内容正文:
清单03 第二章 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·福建厦门·阶段练习)如果质点M的运动方程是,那么在时间段内的平均速度是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(24-25高二下·广西南宁·期中)函数在区间上的平均变化率等于 .
【变式1-2】.(24-25高三上·上海·期中)函数在区间上的平均变化率为 .
【变式1-3】.(24-25高二下·广西南宁·期中)已知函数.
(1)当,且时,求函数的增量Δy和平均变化率;
(2)设,分析(1)问中的平均变化率的几何意义.
【考点题型二】求瞬时变化率()
【例2】(24-25高二下·北京·期中)一物体做直线运动,其位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为,则时,其速度(单位:m/s)为( )
A. B. C.0 D.2
【变式2-1】.(24-25高二下·天津·期中)一个做直线运动的质点的位移与时间的关系式为,若该质点的瞬时速度为时,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)一质点做直线运动,其运动的位移(单位:)与时间(单位:)的关系为,则时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(24-25高二下·黑龙江鸡西·阶段练习)某物体的运动路程(单位:), 时间(单位:)之间的关系,求在时的瞬时速度( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【考点题型三】导数概念中极限的简单计算()
【例3】(24-25高二下·吉林松原·期中)设函数,则( )
A.0 B.1 C. D.
【变式3-1】.(24-25高二下·甘肃白银·期中)已知函数,则 .
【变式3-2】.(24-25高二下·辽宁·期中)已知函数,则= .
【变式3-3】.(24-25高二下·上海黄浦·期中)设函数的导函数为,若,则 .
【考点题型四】求在某一点出切线()
【例4】(24-25高二下·天津南开·期中)已知函数,则曲线在点处的切线方程为 .
【变式4-1】.(24-25高二下·辽宁大连·期中)已知函数,则的图象在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(24-25高二下·贵州贵阳·期中)曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】.(24-25高二下·北京·期中)函数在处的切线方程为 .
【考点题型五】求过某一点处切线()
【例5】(24-25高二下·湖北孝感·期中)已知函数
(1)求曲线在处的切线方程.
(2)若直线过且与曲线相切,求直线的方程.
【变式5-1】.(24-25高二下·云南昆明·期中)已知曲线,过点作切线,则的方程为 .
【变式5-2】.(24-25高二下·河南·期中)求下列直线的方程:
(1)曲线在处的切线;
(2)曲线过点的切线.
【变式5-3】.(24-25高二下·河南·阶段练习)已知曲线.若曲线在处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)求过点且与曲线相切的直线方程.
【考点题型六】已知切线求参数()
【例6】(24-25高二下·河南·期中)函数在处的切线与直线平行,则实数( )
A. B.1 C. D.
【变式6-1】.(24-25高二下·辽宁·期中)若直线是曲线的切线,则( )
A.0 B. C. D.
【变式6-2】.(24-25高二下·重庆·期中)曲线在点处的切线与直线垂直,则( )
A.2 B.0 C. D.
【变式6-3】.(24-25高二下·河南·期中)若曲线在处的切线经过点,则实数 .
【变式6-4】(24-25高二下·四川广安·期中)已知函数在点的切线与直线平行,求的值 .
【考点题型七】已知某点处的导数值求参数
【例7】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)设函数,若,则 .
【变式7-1】.(24-25高二上·河南安阳·期末)已知函数,若,则( )
A.e B. C.1 D.
【变式7-2】.(24-25高二上·全国·课后作业)已知函数,且,则m的值为( )
A. B.2 C. D.
【变式7-3】.(23-24高二下·湖北孝感·阶段练习)已知函数(且),若,则( )
A.2 B. C.3 D.
【变式7-4】.(23-24高二下·青海西宁·阶段练习)已知函数,且,则 .
【考点题型八】导数的加减乘除,复合运算()
【例8】(多选)(24-25高二下·河南·期中)下列求导数的运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】.(多选)(24-25高二下·辽宁·期中)下列求导运算正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式8-2】.(多选)(24-25高二下·广东东莞·期中)下列函数求导正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式8-3】(多选)(24-25高二下·广东江门·期中)下列求导正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式8-4】.(多选)(24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期中)下列求函数的导数正确的是( )
A. B..
C. D.
【考点题型九】已知切线的条数求参数()
【例9】(多选)(23-24高二下·河北唐山·期中)已知函数,若曲线过点的切线有两条,则实数的值可以为( )
A. B. C. D.
【变式9-1】.(24-25高二下·河南·阶段练习)若曲线与有且仅有一条斜率为1的公切线,则实数( )
A. B. C. D.
【变式9-2】.(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9-3】.(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9-4】.(24-25高二下·广东佛山·期中)过点作曲线的两条切线,切点分别为,,则直线的方程为 .
【考点题型十】公切线问题()
【例10】(2025·辽宁·模拟预测)曲线与曲线的公切线方程为 .
【变式10-1】.(2025·云南昆明·模拟预测)若直线同时与曲线和曲线相切,则直线斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式10-2】.(24-25高二下·山东临沂·期中)已知过点的直线是曲线与的公共切线,则实数的值为( )
A.或3 B.1或 C. D.3
【变式10-3】.(24-25高二下·山东菏泽·期中)可与曲线和的公切线垂直的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式10-4】(24-25高二下·浙江·期中)已知函数,,若直线是曲线与曲线的公切线,则的方程为( )
A. B.
C. D.
提升训练
一、单选题
1.(2025高三·全国·专题练习)已知曲线在处的切线与直线垂直,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·重庆·期中)函数在处的切线斜率为( )
A. B.4 C. D.
3.(24-25高二下·四川绵阳·期中)已知函数,曲线在点处的切线方程是,则曲线在点处的切线方程是( )
A. B. C. D.
4.(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
5.(24-25高二下·山东威海·期中)函数的导函数为( )
A. B. C. D.
6.(2025高三·全国·专题练习)若曲线在点处的切线斜率为3,则a的值为( )
A.1 B.2 C.1或2 D.1或
7.(2025高三·全国·专题练习)若是函数的导函数,,则( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二下·辽宁大连·期中)已知函数,其导函数记为,则( )
A. B.0 C.1 D.2
二、多选题
9.(24-25高二下·宁夏银川·期中)下列命题正确的有( )
A.已知函数,若,则
B.已知函数在上可导,若,则
C.
D.设函数的导函数为,且,则
10.(24-25高二下·海南省直辖县级单位·期中)若一条自来水管道中流过的水量(单位:)与时间(单位:)的函数关系为.水流量的大小为单位时间内流过的水的体积,则下列说法正确的是( )
A.在这段时间里,平均水流量为
B.在这段时间里,平均水流量为
C.在时的瞬时水流量为
D.每经过,水管中流过的水量为
三、填空题
11.(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 .
12.(24-25高二下·广东江门·期中)人们很早以前就开始探索高次方程的数值求解问题.牛顿在《流数法》一书中给出了高次代数方程的一种数值求法——牛顿法,用“作切线”的方法求方程的近似解.如图,方程的根就是函数的零点,取初始值,在处的切线与轴的交点横坐标为,在处的切线与轴的交点横坐标为,一直继续下去,得到、、、、,它们越来越接近.若,取,则用牛顿法得到的的近似值 .
四、解答题
13.(24-25高二下·辽宁大连·期中)(1)已知函数,求曲线在处的切线的斜率与方程;
(2)已知函数,求过点且与曲线相切的直线方程.
14.(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.
15.(24-25高二下·广东江门·期中)已知函数.
(1)求;
(2)若函数,求曲线在点处的切线方程.
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清单03 第二章 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·福建厦门·阶段练习)如果质点M的运动方程是,那么在时间段内的平均速度是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】平均变化率
【分析】由平均速度的定义求解即可.
【详解】由题意可得平均速度是.
故选:A
【变式1-1】(24-25高二下·广西南宁·期中)函数在区间上的平均变化率等于 .
【答案】
【知识点】平均变化率
【分析】根据题意,利用函数平均变化率的计算公式,进行计算,即可求解.
【详解】由函数,
可得函数在上的平均变化率为
故答案为:.
【变式1-2】.(24-25高三上·上海·期中)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】根据平均变化率的定义,函数的平均变化率为,分别计算出的值代入计算即可.
【详解】由题意得,函数在区间上的平均变化率为,
故答案为:3.
【变式1-3】.(24-25高二下·广西南宁·期中)已知函数.
(1)当,且时,求函数的增量Δy和平均变化率;
(2)设,分析(1)问中的平均变化率的几何意义.
【答案】(1),.
(2)答案见解析
【知识点】平均变化率
【分析】(1)当且时,求得,得到函数的增量为,再求得的值,即可得到答案.
(2)根据题意,得到,结合直线斜率的概念,即可求解.
【详解】(1)解:由函数,
当且时,可得,即函数的增量为,
则平均变化率.
(2)解:由,可得,
且,
表示曲线上两点和所在的直线的斜率为.
【考点题型二】求瞬时变化率()
【例2】(24-25高二下·北京·期中)一物体做直线运动,其位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为,则时,其速度(单位:m/s)为( )
A. B. C.0 D.2
【答案】D
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析、导数的加减法
【分析】根据瞬时速度与导数的关系求时的速度.
【详解】由题设,则,即时,其速度(单位:m/s)为2.
故选:D
【变式2-1】.(24-25高二下·天津·期中)一个做直线运动的质点的位移与时间的关系式为,若该质点的瞬时速度为时,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析、求某点处的导数值
【分析】质点在某个时刻的瞬时速度即函数在该时刻的导函数值,故先将位移对时间进行求导,再由求即可.
【详解】质点在某个时刻的瞬时速度即函数在该时刻的导函数值,故先将位移对时间进行求导,有
,
该质点的瞬时速度为时,有.
故选:.
【变式2-2】.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)一质点做直线运动,其运动的位移(单位:)与时间(单位:)的关系为,则时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析、导数的加减法、求某点处的导数值
【分析】求导可得,代入即可得结果.
【详解】因为,则,
所以当时,.
故选:B.
【变式2-3】(24-25高二下·黑龙江鸡西·阶段练习)某物体的运动路程(单位:), 时间(单位:)之间的关系,求在时的瞬时速度( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】B
【知识点】瞬时变化率的概念及辨析、导数的运算法则、求某点处的导数值
【分析】求导,求出,从而求出时的瞬时速度.
【详解】,故时,,
故在时的瞬时速度为5.
故选:B
【考点题型三】导数概念中极限的简单计算()
【例3】(24-25高二下·吉林松原·期中)设函数,则( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】C
【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】利用导数的极限定义,将极限值化成,再对原函数求导代入即得.
【详解】由求导,可得:.
而,故.
故选:C.
【变式3-1】.(24-25高二下·甘肃白银·期中)已知函数,则 .
【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、求某点处的导数值
【分析】求出函数的导函数,即可求出,再根据导数的极限定义计算即得.
【详解】因为,所以,
则,
所以.
故答案为:
【变式3-2】.(24-25高二下·辽宁·期中)已知函数,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、导数的运算法则
【分析】求导,即可代入求解的值,进而根据导数的定义即可极限的运算性质即可求解.
【详解】,故,
故,
故答案为:
【变式3-3】.(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.
【考点题型四】求在某一点出切线()
【例4】(24-25高二下·天津南开·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)、基本初等函数的导数公式、导数的运算法则、导数的乘除法
【分析】根据函数解析式先写出切点坐标,再对函数求导根据导数的几何意义写出切线的斜率,最后由点斜式写出直线方程.
【详解】因为函数,所以,
故切点坐标为,
,
切点处的导数值为切线的斜率,所以,
用点斜式写出切线方程:,
整理得:.
故答案为:
【变式4-1】.(24-25高二下·辽宁大连·期中)已知函数,则的图象在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的乘除法
【分析】构建,可得,求导,结合导数的几何意义求切线方程.
【详解】构建,
则,,
可得,,可知切线坐标为,切线斜率,
所以切线方程为,即.
故选:A.
【变式4-2】(24-25高二下·贵州贵阳·期中)曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【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】求出函数的导函数,利用导数的几何意义求出切线的斜率,即可求出切线方程.
【详解】因为,所以,
所以,,即切点为,切线的斜率,
所以切线方程为,即.
故选:A
【变式4-3】.(24-25高二下·北京·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)、导数的运算法则
【分析】求出函数的导数,再利用导数的几何意义求出切线方程.
【详解】函数,求导得,则,而,
所以所求切线方程为.
故答案为:.
【考点题型五】求过某一点处切线()
【例5】(24-25高二下·湖北孝感·期中)已知函数
(1)求曲线在处的切线方程.
(2)若直线过且与曲线相切,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【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
【分析】(1)利用商的导数来求正切函数的导数,即可求在某点处的切线方程;
(2)利用导数公式来求经过某点的切线方程.
【详解】(1)由,
则,,
则所求的切线方程为:,
即
(2)由,设切点为,
则,
切线方程为:
又在切线上,则,得.
所以的方程为:,
即
【变式5-1】.(24-25高二下·云南昆明·期中)已知曲线,过点作切线,则的方程为 .
【答案】
【知识点】求过一点的切线方程、导数的运算法则
【分析】求出函数的导函数,利用导数的几何意义计算可得.
【详解】因为,所以,则,显然点在上,
所以过点作切线的方程为,即.
故答案为:
【变式5-2】.(24-25高二下·河南·期中)求下列直线的方程:
(1)曲线在处的切线;
(2)曲线过点的切线.
【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、导数的运算法则
【分析】(1)根据导数的几何意义,先求导,再根据直线的点斜式方程求解即可;
(2)设切点为,再根据导数的几何意义求得切线方程,再代入求解即可.
【详解】(1),故曲线在处的切线斜率为,
故在处的切线方程为,即;
(2)设切点为,因为,故曲线在处的切线方程为,
化简可得,代入可得,
即,解得或,
代入切线方程可得或.
【变式5-3】.(24-25高二下·河南·阶段练习)已知曲线.若曲线在处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)求过点且与曲线相切的直线方程.
【答案】(1),
(2)和
【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、已知切线(斜率)求参数、导数的运算法则
【分析】(1)对函数求导,根据导数的几何意义以及切线斜率计算可得,的值;
(2)设切点,由经过点解方程可得或,即可得出直线方程.
【详解】(1)易知,因为,,
所以在处的切线方程为,
即,
所以,,
可得,;
(2)由(1)可知,
设切点坐标为,则,
故切线方程为,
因为切线过,所以,即,
所以或,
当时,切线斜率为3,此时切线方程为;
当时,切线斜率为,此时切线方程为;
故过点且与曲线相切的直线方程为和,
即和.
【考点题型六】已知切线求参数()
【例6】(24-25高二下·河南·期中)函数在处的切线与直线平行,则实数( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的运算法则
【分析】函数在切点处的导数即为切线的斜率,利用直线的平行得到斜率相等,得关于的方程,可求出的值.
【详解】函数的导函数为 ,
函数在处的切线的导数即为切线的斜率为,
且切线与直线平行,
则有 ,可得 .
故选:C
【变式6-1】.(24-25高二下·辽宁·期中)若直线是曲线的切线,则( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【知识点】已知切线(斜率)求参数
【分析】设切点坐标为,则利用结合导数的几何意义求得,再将点坐标代入直线和曲线方程,即可求解.
【详解】,则,
设切点坐标为,则,解得,
又点在直线上,又在曲线上,
即,又,解得.
故选:B
【变式6-2】.(24-25高二下·重庆·期中)曲线在点处的切线与直线垂直,则( )
A.2 B.0 C. D.
【答案】D
【知识点】已知切线(斜率)求参数、两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题、简单复合函数的导数
【分析】求导,根据导数的几何意义结合直线垂直运算求解即可.
【详解】因为,则,,
又因为直线的斜率为1,
由题意可得,解得.
故选:D.
【变式6-3】.(24-25高二下·河南·期中)若曲线在处的切线经过点,则实数 .
【答案】
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的加减法
【分析】求出切点坐标与切线斜率,利用导数几何意义可得出关于的等式,即可解得实数的值.
【详解】令,则,,则,
切点为,由导数的几何意义可得,即,解得.
故答案为:.
【变式6-4】(24-25高二下·四川广安·期中)已知函数在点的切线与直线平行,求的值 .
【答案】1
【知识点】已知切线(斜率)求参数
【分析】根据导数的几何意义,即可求解.
【详解】,由题意可知,直线的斜率为2,所以,得.
故答案为:1
【考点题型七】已知某点处的导数值求参数
【例7】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)设函数,若,则 .
【答案】2
【知识点】导数的运算法则、已知某点处的导数值求参数或自变量
【分析】根据给定条件,求出函数的导数,再代入求出的值.
【详解】函数,求导得,由,得,
所以.
故答案为:2
【变式7-1】.(24-25高二上·河南安阳·期末)已知函数,若,则( )
A.e B. C.1 D.
【答案】A
【知识点】简单复合函数的导数、已知某点处的导数值求参数或自变量
【分析】求出,再由可得答案.
【详解】,
若,则,
解得.
故选:A.
【变式7-2】.(24-25高二上·全国·课后作业)已知函数,且,则m的值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【知识点】利用定义求函数在一点处的导数(切线斜率)、已知某点处的导数值求参数或自变量
【分析】利用导数的定义求解.
【详解】∵,
∴,
∴,,解得.
故选:D.
【变式7-3】.(23-24高二下·湖北孝感·阶段练习)已知函数(且),若,则( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【知识点】基本初等函数的导数公式、已知某点处的导数值求参数或自变量
【分析】求导,结合运算求解即可.
【详解】因为,则,
则,又因为且,解得.
故选:B.
【变式7-4】.(23-24高二下·青海西宁·阶段练习)已知函数,且,则 .
【答案】
【知识点】已知某点处的导数值求参数或自变量、基本初等函数的导数公式、导数的运算法则
【分析】求出函数的导函数,再代入计算可得.
【详解】根据题意,,
由,得,解得.
故答案为:.
【考点题型八】导数的加减乘除,复合运算()
【例8】(多选)(24-25高二下·河南·期中)下列求导数的运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【知识点】导数的运算法则、导数的乘除法、基本初等函数的导数公式
【分析】根据初等函数的导数和导数的四则运算逐项计算即可.
【详解】对A,根据基本初等函数及导数的求导法则知,,选项A正确:
对B,因为是常数.所以,选项B错误:
对C,根据基本初等函数及导数的求导法则知,,选项C正确:
选项,选项D错误.
故选:AC.
【变式8-1】.(多选)(24-25高二下·辽宁·期中)下列求导运算正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BCD
【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】根据导数的四则运算法则以及复合函数的求导法则代入计算,逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于A,因为是常数,所以,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,
,故D正确.
故选:BCD.
【变式8-2】.(多选)(24-25高二下·广东东莞·期中)下列函数求导正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【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、导数的乘除法
【分析】ABD选项,利用导数四则运算法则求解;C选项,利用复合函数求导公式进行求解.
【详解】A选项,,A正确;
B选项,,B正确;
C选项,,C错误;
D选项,,D错误.
故选:AB
【变式8-3】(多选)(24-25高二下·广东江门·期中)下列求导正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【知识点】导数的运算法则、简单复合函数的导数
【分析】根据求导法则及简单复合函数的求导法则计算可得.
【详解】对于A:,故A错误;
对于B:,故B正确;
对于C:,故C正确;
对于D:,故D正确.
故选:BCD
【变式8-4】.(多选)(24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期中)下列求函数的导数正确的是( )
A. B..
C. D.
【答案】BC
【知识点】导数的乘除法、简单复合函数的导数、导数的加减法
【分析】利用复合函数的求导法则可判断A选项;利用导数的运算法则可判断BCD选项.
【详解】对于A选项,,A错;
对于B选项,,B对;
对于C选项,,C对;
对于D选项,,D错.
故选:BC.
【考点题型九】已知切线的条数求参数()
【例9】(多选)(23-24高二下·河北唐山·期中)已知函数,若曲线过点的切线有两条,则实数的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的加减法
【分析】设切点为,根据导数的几何意义求出切线方程,再根据过点的切线有两条,从而可得关于的方程有两个不同的根,由此得解即可.
【详解】设切点为,直线的斜率为,又,
则,所以切线方程为,
将代入化简得,
因为过点的切线有两条,所以得到方程有两个不同的实数解,
所以,且,解得或,
即实数的取值范围为.
则实数的值可以为和,故C,D正确.
故选:CD
【变式9-1】.(24-25高二下·河南·阶段练习)若曲线与有且仅有一条斜率为1的公切线,则实数( )
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)、导数的运算法则、已知切线(斜率)求参数
【分析】根据导数的几何意义以及切线方程的求解方法计算即可求解.
【详解】设公切线在曲线与的切点分别是,
由,得,所以,解得,
又,即,所以切线方程为;
由,得,所以,解得,
又,即,
因为点也在切线上,
所以,解得.
故选:B
【变式9-2】.(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9-3】.(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9-4】.(24-25高二下·广东佛山·期中)过点作曲线的两条切线,切点分别为,,则直线的方程为 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】分别求出曲线在点,点处的切线方程,再将点代入化简即可.
【详解】设,,由曲线,得,
所以
曲线在点处的切线方程为,
把代入切线方程,得,又,化简得,
同理可得曲线在点处的切线方程为,
,都满足直线,直线的方程为.
故答案为:
【考点题型十】公切线问题()
【例10】(2025·辽宁·模拟预测)曲线与曲线的公切线方程为 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】设两个函数的切点,求导,根据点斜式分别求解切线方程,进而得,构造函数,求导得函数单调性,进而求解方程的根得解.
【详解】设公切线与曲线切于点,与曲线切于点,
易知公切线的斜率存在,对求导得,
可得公切线的斜率,
所以公切线方程为,即①.
对求导得,
所以公切线方程为,
即②.
由①②得所以,
令,,所以,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,所以,所以,
所以公切线方程为,即.
故答案为:
【变式10-1】.(2025·云南昆明·模拟预测)若直线同时与曲线和曲线相切,则直线斜率的取值范围是( )
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)、两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】设切线分别切两曲线于,,则直线斜率为,从而可得,,再利用导数,即可求解.
【详解】因为和曲线,
所以,,,
设切线分别切两曲线于,,
则直线斜率为,所以,
所以,,
设,,则,,
所以当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
所以,且当与时,,
所以
故选:B.
【变式10-2】.(24-25高二下·山东临沂·期中)已知过点的直线是曲线与的公共切线,则实数的值为( )
A.或3 B.1或 C. D.3
【答案】A
【知识点】两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题、利用导数研究方程的根
【分析】先设切点坐标为,再求切线方程,再将点代入切线方程中,构造函数,通过其单调性求出,进而求出切线方程,再联立切线方程与,利用即可求得.
【详解】设曲线的切点坐标为,
因,则切线斜率为,
故切线方程为,
将点代入切线方程中得,即,
若,则,故,则,
若,则,,,则,即,
令,
则,
则得;得,
则在上单调递增,在上单调递减,
则,即,等号成立时,
故,
故切线方程为,
联立,得,
则,得或.
故选:A
【变式10-3】.(24-25高二下·山东菏泽·期中)可与曲线和的公切线垂直的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】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、简单复合函数的导数、由两条直线垂直求方程
【分析】设与和分别相切于,,利用导数的几何意义得到方程,求出,即可得到切线的斜率,即可求得答案.
【详解】设与和分别相切于,,
而,,
,,
,解得,,即公切线的斜率为,
故与垂直的直线的斜率为,
所以所求直线方程可为.
故选:D.
【变式10-4】(24-25高二下·浙江·期中)已知函数,,若直线是曲线与曲线的公切线,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】两条切线平行、垂直、重合(公切线)问题、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】设直线切函数的图象于点,利用导数的几何意义可得出直线的方程,将直线的方程与函数的解析式联立,由求出的值,即可得出直线的方程.
【详解】设直线切函数的图象于点,则,切线斜率为,
所以切线的方程为,即,
联立可得,
,整理可得,
令,其中,则,
由可得,由可得,
所以,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,,故方程的根为,
因此,直线的方程为,即.
故选:D.
提升训练
一、单选题
1.(2025高三·全国·专题练习)已知曲线在处的切线与直线垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】已知切线(斜率)求参数、导数的加减法
【分析】由导数的几何意义求得切线斜率,再由垂直关系即可求解.
【详解】设,求导得,
即,即曲线在处的切线斜率为.
又曲线的切线与直线垂直,
可得,所以,
解得.
故选:C
2.(24-25高二下·重庆·期中)函数在处的切线斜率为( )
A. B.4 C. D.
【答案】D
【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、简单复合函数的导数
【分析】利用导数的几何意义求出切线斜率即可.
【详解】由,则,
所以,
即函数在处的切线斜率为.
故选:D.
3.(24-25高二下·四川绵阳·期中)已知函数,曲线在点处的切线方程是,则曲线在点处的切线方程是( )
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)、导数的运算法则
【分析】先求,进而得,求导得,最后代入切线方程即可求解.
【详解】由题意有,,
所以,,
所以,
所以切线方程为,
故选:B.
4.(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
5.(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.
6.(2025高三·全国·专题练习)若曲线在点处的切线斜率为3,则a的值为( )
A.1 B.2 C.1或2 D.1或
【答案】D
【知识点】已知切线(斜率)求参数、简单复合函数的导数
【分析】根据导数的几何意义,即可求解.
【详解】,当时,,解得:或.
故选:D
7.(2025高三·全国·专题练习)若是函数的导函数,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】基本初等函数的导数公式、导数的运算法则
【分析】等式两侧同时求导,令,结合原等式得到关于与的方程组,解方程组求出与的值.把的值代回原等式,可确定的表达式,进而得到结果.
【详解】对求导,得,
令,得,所以.
在中,令,得,
联立,解得,
所以,得,故,
所以.
故选:C.
8.(24-25高二下·辽宁大连·期中)已知函数,其导函数记为,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】D
【知识点】函数奇偶性的应用、简单复合函数的导数、导数的运算法则
【分析】化简,令,判断该函数的奇偶性,结合奇偶性以及,求得,根据复合函数求导法则得,进而得,即,即可得解.
【详解】因为,
令,则,
又因为,所以函数为奇函数,
所以,所以;
因为,所以,即,
又,所以,所以,
所以.
故选:D
二、多选题
9.(24-25高二下·宁夏银川·期中)下列命题正确的有( )
A.已知函数,若,则
B.已知函数在上可导,若,则
C.
D.设函数的导函数为,且,则
【答案】BD
【知识点】简单复合函数的导数、导数的运算法则、求某点处的导数值、导数定义中极限的简单计算
【分析】A选项,求导得到,从而得到方程,求出;B选项,利用导数定义得到;C选项,利用导数除法法则计算出C错误;D选项,求导,得到,代入,求出答案.
【详解】A选项,,故,解得,A错误;
B选项,,B正确;
C选项,,C错误;
D选项,,令得,
解得,D正确.
故选:BD
10.(24-25高二下·海南省直辖县级单位·期中)若一条自来水管道中流过的水量(单位:)与时间(单位:)的函数关系为.水流量的大小为单位时间内流过的水的体积,则下列说法正确的是( )
A.在这段时间里,平均水流量为
B.在这段时间里,平均水流量为
C.在时的瞬时水流量为
D.每经过,水管中流过的水量为
【答案】BCD
【知识点】平均变化率、瞬时变化率的概念及辨析、导数的运算法则
【分析】利用平均变化率的定义可判断AB选项;求出瞬时变化率,结合瞬时变化率的概念可判断C选项;利用函数求值可判断D选项.
【详解】函数在上的平均变化率为,故A错误,B正确;
由得,故当时,,
即在时的瞬时水流量为,故C正确;
每经过,水管中流过的水量为,故D正确.
故选:BCD
三、填空题
11.(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:
12.(24-25高二下·广东江门·期中)人们很早以前就开始探索高次方程的数值求解问题.牛顿在《流数法》一书中给出了高次代数方程的一种数值求法——牛顿法,用“作切线”的方法求方程的近似解.如图,方程的根就是函数的零点,取初始值,在处的切线与轴的交点横坐标为,在处的切线与轴的交点横坐标为,一直继续下去,得到、、、、,它们越来越接近.若,取,则用牛顿法得到的的近似值 .
【答案】
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】利用导数求出曲线在处的切线方程,可求出的值.
【详解】因为,,则,
且,则,
所以,曲线在处的切线方程为,即,
由题意可得,解得.
故答案为:.
四、解答题
13.(24-25高二下·辽宁大连·期中)(1)已知函数,求曲线在处的切线的斜率与方程;
(2)已知函数,求过点且与曲线相切的直线方程.
【答案】(1)切线斜率为,方程为;(2)
【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、导数的运算法则
【分析】(1)利用导数的几何意义即可求得切线斜率和方程;
(2)设出切点,由点斜式方程得到所求切线的方程,代入,解方程可得切点,进而得到切线方程.
【详解】(1),
,,
所以曲线在处的切线的斜率为,
切线方程为即.
(2),设切点坐标为,则,
则所求切线方程为,
代入点的坐标得,解得,
则过点且与曲线相切的直线方程为,即.
14.(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】导数的运算法则、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、平均变化率
【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.
15.(24-25高二下·广东江门·期中)已知函数.
(1)求;
(2)若函数,求曲线在点处的切线方程.
【答案】(1)6;
(2).
【知识点】导数定义中极限的简单计算、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)求出函数的导数,再利用导数的定义求出极限值.
(2)求出函数及其导数,再利用导数的几何意义求解.
【详解】(1)函数,求导得,
所以.
(2)函数,,
求导得,则,
所以曲线在点处的切线方程为.
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