内容正文:
5.2 导数的运算
5.2.1 基本初等函数的导数
基础过关练
题组一 利用导数公式求函数的导数
1.已知函数f(x)=,则f '(2)=( )
A.
2.已知函数f(x)=,则等于( )
A.1 B.-1 C.-2 D.0
3.下列结论正确的是( )
A.若y=ln 2,则y'=
B.若f(x)=,则f '(3)=-
C.若y=2x,则y'=x·2x-1
D.若y=log2x,则y'=,x>0
4.设f(x)=sin x, f1(x)=f '(x), f2(x)=f1'(x),……, fn+1'(x)=fn'(x),若an=fn,则数列{an}的前100项和是( )
A. D.0
5.求下列函数的导数:
(1)f(x)=;(2)f(x)=lg x;(3)f(x)=5x;
(4)f(x)=-2sin1-2cos2.
题组二 导数公式的应用
6.已知直线y=ex+a与曲线y=ln x相切,则a的值为( )
A.-1 B.-2 C. D.e
7.已知函数f(x)及其导数f '(x),若存在x0使得f(x0)=f '(x0),则称x0是f(x)的一个“巧值点”.则下列函数中没有“巧值点”的是( )
A.f(x)=x2 B.f(x)=e-x
C.f(x)=ln x D.f(x)=cos x
8.若点P是曲线y=ln x上任意一点,则点P到直线y=x+3的距离的最小值为( )
A.1 B.
C.
9.法国数学家拉格朗日在其著作《解析函数论》中给出一个定理:如果函数y=f(x)在闭区间[a,b]上是连续不断的,且在开区间(a,b)上可导,那么在区间(a,b)上至少存在一个实数t,使得f(b)-f(a)=f '(t)(b-a),其中t称为“拉格朗日中值”.函数g(x)=ex在区间[0,1]上的“拉格朗日中值”t= .
10.设曲线y=xn+1(n∈N*)在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为xn,则x1x2x3…x2 023= .
11.(2023山西临汾期末)设A(t,0),P是曲线y=ex上的动点,且|PA|≥2,则t的取值范围是 .
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 由函数f(x)=,求导得f '(x)=,所以f '(2)=.故选D.
2.A 因为f(x)=,所以f '(x)=-,
则=-f '(1)=1.
故选A.
3.B 对于A,由y=ln 2得y'=0,故A错误;
对于B, f '(x)=-,故f '(3)=-,故B正确;
对于C,y'=2xln 2,故C错误;
对于D,y'=,x>0,故D错误.故选B.
4.D 由f(x)=sin x,得f1(x)=f '(x)=cos x, f2(x)=f1'(x)=-sin x, f3(x)=f2'(x)=-cos x, f4(x)=f3'(x)=sin x,……
所以fn(x)是以4为周期的周期函数,
又f1(x)+f2(x)+f3(x)+f4(x)=0,
所以{an}的前100项和是a1+a2+a3+…+a100=f1+…+f100=0.故选D.
5.解析 (1)因为f(x)=,
所以f '(x)=.
(2)因为f(x)=lg x,所以f '(x)=,x>0.
(3)因为f(x)=5x,所以f '(x)=5xln 5.
(4)因为f(x)=-2sin=sin x,
所以f '(x)=(sin x)'=cos x.
易错警示 熟练掌握常见函数的导数公式是解决导数问题的基础,本题(3)是指数函数,不要混淆指数函数与幂函数的求导公式,(1)(4)要先化简再求导.
6.B 设切点为P(x0,y0),由y=ln x得y'=,
因为直线y=ex+a与曲线y=ln x相切,
所以=e,解得x0=,则y0=ln=-1,所以P,
又点P在直线y=ex+a上,所以-1=e×+a,解得a=-2.故选B.
7.B 对于A, f(x0)=, f '(x0)=2x0,若=2x0,则x0=0或x0=2,故A不满足题意;
对于B, f(x0)=, f '(x0)=-,令,无解,故B满足题意;
对于C, f(x0)=ln x0, f '(x0)=,显然y=ln x与y=的图象有交点,所以存在x0使得f(x0)=f '(x0),故C不满足题意;
对于D, f(x0)=cos x0, f '(x0)=-sin x0,若cos x0=-sin x0,则x0=kπ-,k∈Z,故D不满足题意.
故选B.
8.D 易知当曲线y=ln x在点P处的切线与直线y=x+3平行时,点P到直线y=x+3的距离最小,设P(x0,ln x0).
由y=ln x得y'=,故y'=1,得x0=1,所以P(1,0),所以点P(1,0)到直线y=x+3的距离d=.故选D.
9.答案 ln(e-1)
解析 由f(b)-f(a)=f '(t)(b-a),得f '(t)=,
由g(x)=ex,得g'(x)=ex,
所以et==e-1,解得t=ln(e-1).
10.答案
解析 设f(x)=xn+1(n∈N*),则f '(x)=(n+1)xn,∴f '(1)=n+1,
∴曲线y=f(x)在点(1,1)处的切线方程为y-1=(n+1)(x-1),
令y=0,得x=-,
∴x1x2x3…x2 023=×…×.
11.答案
解析 ∵y=ex,∴y'=ex,设点P(m,em),则曲线y=ex在点P处的切线斜率为em,
易知当直线PA垂直于曲线y=ex在点P处的切线时,|PA|取得最小值2,
又∵kPA=×em=-1,即e2m=t-m,①
易求得|PA|=≥2,即(m-t)2+e2m≥12,②
由①②得(m-t)2-(m-t)-12≥0,解得m-t≤-3或m-t≥4,
由①知m-t=-e2m<0,∴m-t≤-3,即e2m≥3,解得m≥,∴t≥m+3≥+3.
故t的取值范围为.
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