内容正文:
[基础达标练]
1.若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象可能是( )
A B C D
解析:A [函数y=f(x)的导函数y=f′(x)在[a,b]上是增函数,由导数的几何意义可知,曲线y=f(x)在区间[a,b]上各点处的切线斜率是逐渐增大的,只有A选项符合.]
2.若 =1(m为常数),则f′(x0)=( )
A.-m B.1
C.m D.
解析:D [由题意,根据导数的概念可得, =m· =mf′(x0)=1,所以f′(x0)=.]
3.已知函数f(x)=ax+4,若 =2,则实数a的值为( )
A.2 B.-2
C.3 D.-3
解析:A [根据题意,知
= =a=2 .]
4.已知曲线y=x3在点P处的切线的斜率k=3,则点P的坐标是( )
A.(1,1)
B.(-1,1)
C.(1,1)或(-1,-1)
D.(2,8)或(-2,-8)
解析:C [因为y=x3,所以y′= = [3x2+3x·Δx+(Δx)2]=3x2.由题意知切线斜率k=3,令3x2=3,得x=1或x=-1.当x=1时,y=1;当x=-1时,y=-1.故点P的坐标是(1,1)或(-1,-1).]
5.(多选)下列命题正确的是( )
A.若f′(x0)=0,则函数f(x)在x0处无切线
B.函数y=f(x)的切线与函数的图象可以有两个公共点
C.曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为2x-y=0,则当Δx→0时,=1
D.若函数f(x)的导数f′(x)=x2-2,且f(1)=2,则f(x)的图象在x=1处的切线方程为x+y-3=0
解析:BD [若f′(x0)=0,则函数f(x)在x0处的切线斜率为0,故选项A错误;函数y=f(x)的切线与函数的图象可以有两个公共点,例如函数f(x)=x3-3x,在x=1处的切线为y=-2,与函数的图象还有一个公共点(-2,-2)点,故选项B正确;因为曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为2x-y=0,所以f′(1)=2,又 =- =-f′(1)=-1≠1,故选项C错误;因为函数f(x)的导数f′(x)=x2-2,所以f′(1)=12-2=-1,又f(1)=2,所以切点坐标为(1,2),斜率为-1,所以切线方程为y-2=-(x-1),化简得x+y-3=0,故选项D正确.]
6.已知函数y=ax2+b在点(1,3)处的切线斜率为2,则=________.
解析:∵f ′(1)=2,又=
= (aΔx+2a)=2a,
∴2a=2,
∴a=1.又f (1)=a+b=3,∴b=2.∴=2.
答案:2
7.(多空题)函数y=在x=x0(x0≠0)处的导数为________,在点________处的导数为.
解析:Δy=-,==, =,所以= .令=,得x0=1,此时y0==1,即函数y=在点(1,1)处的导数为.
答案: (1,1)
8.设函数f (x)=x3+ax2-9x-1(a<0),若曲线y=f (x)的斜率最小的切线与直线12x+y=6平行,求a的值.
解:∵Δy=f (x+Δx)-f (x)=(x+Δx)3+a(x+Δx)2-9(x+Δx)-1-(x3+ax2-9x-1)=(3x2+2ax-9)Δx+(3x+a)(Δx)2+(Δx)3,
∴=3x2+2ax-9+(3x+a)Δx+(Δx)2,
∴f ′(x)= =3x2+2ax-9
=32-9-≥-9-.
由题意知f ′(x)的最小值是-12,
∴-9-=-12,即a2=9.∵a<0,∴a=-3.
[能力提升练]
9.函数f(x)的图象如图所示,则下列数值排序正确的是( )
A.0<f′(2)<f′(3)<f(3)-f(2)
B.0<f′(3)<f(3)-f(2)<f′(2)
C.0<f′(3)<f′(2)<f(3)-f(2)
D.0<f(3)-f(2)<f′(2)<f′(3)
解析:B [如图所示,f′(2)是函数f(x)的图象在x=2(即点A)处切线的斜率k1,f′(3)是函数f(x)的图象在x=3(即点B)处切线的斜率k2,=f(3)-f(2)=kAB是割线AB的斜率.
由图象知,0<k2<kAB<k1,即0<f′(3)<f(3)-f(2)<f′(2).]
10.(多选)下列求导数运算正确的有( )
A.(sin x)′=cos x
B.′=
C.(log3x)′=
D.(ln x)′=
解析:AD [因为(sin x)′=cos x,′=-,(log3x)′=,(ln x)′=,所以A、D正确.]
11.(2024·新课标Ⅰ卷)若曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线也是曲线y=ln(x+1)+a的切线,则a=________.
解析:由题知y′=(ex+x)′=ex+1,当x=0时,切线斜率k=2,
则切线方程为y=2x+1,y′=[ln(x+1)+a]′==2,得x=-,y=2×+1=0,y=ln(x+1)+a的切点,
即0=ln+a,故a=ln 2.
答案:ln 2
12.利用导数的定义,求f(x)=在x=1处的导数f ′(1).
解:Δy=f(1+Δx)-f(1)=-=-,
∴=,
∴f′(1)=
=
= =.
[素养培优练]
13.曲线f(x)=x3-(x>0)上一动点P(x0,f(x0))处的切线斜率的最小值为( )
A. B.3
C.2 D.6
解析:C [易得f(x)=x3-(x>0)的导数f′(x)=3x2+,
∴在该曲线上点(x0,f(x0))处切线斜率
k=3x+.
由函数的定义域知 x0>0,∴k≥2=2,当且仅当3x=,即x=时,等号成立.
∴k的最小值为2.]
14.已知二次函数f (x)=ax2+bx+c的导数为f ′(x),f ′(0)>0,对于任意实数x,有f (x)≥0,则的最小值为________.
解析:由导数的定义,得f ′(0)= =
= (a·Δx+b)=b.因为对于任意实数x,有f (x)≥0,则
所以ac≥,所以c>0,所以=≥≥=2.
答案:2
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