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高考预测练(十四) 导数的概念及运算
1.(2024·全国甲卷(理))设函数f(x)=,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 )
A. B.
C. D.
解析:f′(x)=
,所以f′(0)=3,所以曲线y=f(x)在点(0,1)处的切线方程为y-1=3(x-0),即3x-y+1=0,切线与两坐标轴的交点分别为(0,1),,所以切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为×1×=,故选A.
2.(2025·广东湛江二模)已知函数f(x)=ex+2x,则曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为( B )
A.y=2x+1 B.y=3x+1
C.y=2x D.y=3x
解析:由f(x)=ex+2x,得f′(x)=ex+2,则f′(0)=3,又f(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=3x+1.故选B.
3.(2025·吉林长统考质量检测)若f(x)=2xf′(1)+x2,则f′(0)等于( D )
A.2 B.0
C.-2 D.-4
解析:因为f(x)=2xf′(1)+x2,所以f′(x)=2f′(1)+2x
所以f′(1)=2f′(1)+2,得f′(1)=-2
所以f′(x)=-4+2x,所以f′(0)=-4
故选:D.
4.若直线l过原点,且与函数y=的图象相切,则该直线的斜率为( B )
A.1 B.
C. D.
解析:因为y=,所以y′=,
设切点为,所以y′=,
所以切线方程为y-=(x-x0),
又切线过坐标原点,所以-=(-x0),解得x0=,
所以切线方程的斜率为k===.故选:B
5.函数f(x)=x2+2ln x-bx+a(b>0,a∈R)在点(b,f(b))处的切线斜率的最小值是( C )
A.2 B.
C.2 D.1
解析:f′(x)=2x+-b(x>0),所以在点(b,f(b))处的切线斜率是f′(b)=2b+-b=b+,因为b>0,所以f′(b)=b+≥2,当且仅当b=即b=时等号成立,故选:C.
6.(2025·广东揭阳高三统考质量检测)设a∈R,函数f(x)=x3-2ax2+(a+3)x的导函数为f′(x),若f′(x)是偶函数,则曲线y=f(x)在原点处的切线方程为( A )
A.y=3x B.y=-2x
C.y=-3x D.y=2x
解析:由题设f′(x)=3x2-2ax+(a+3)是偶函数,∴3(-x)2-2a(-x)+(a+3)=3x2-2ax+(a+3),解得a=0,∴k=f′(0)=3,
∴曲线y=f(x)在原点处的切线方程为y=3x.故选:A.
7.已知曲线y=x3+2ax2+x+b在点(1,0)处的切线的倾斜角为,则a+b=( A )
A.- B.-
C.-2 D.-
解析:f′(x)=3x2+4ax+1,由题意可知,切线的斜率k=tan =-1,则
,解得:a=-,b=,所以a+b=-.故选:A.
8.若曲线f(x)=ax-ln x与直线x-2y+2-2ln 2=0相切,则实数a=( B )
A.-1 B.1
C.2 D.e
解析:直线x-2y+2-2ln 2=0,即y=x+1-ln 2,
对于f(x)=ax-ln x,则f′(x)=a-,
设切点坐标为(x0,ax0-ln x0),切线斜率k=f′(x0)=a-,
则切线方程为y-(ax0-ln x0)=(x-x0),即y=x+1-ln x0,
由题意可得
,解得
.故选:B.
9.(多选)列导数的运算中正确的是( ABD )
A.(3x)′=3x ln 3
B.(x2ln x)′=2x ln x+x
C.′=
D.(sin x cos x)′=cos 2x
解析:(3x)′=3x ln 3,A正确;(x2ln x)′=(x2)′ln x+x2(ln x)′=2x ln +x,B正确;(sin x cos x)′=(sin x)′cos x+sin x(cos x)′=cos2x-sin2x=cos2x,D正确;因为′=,所以C项错误,其余都正确.故选: ABD.
10.已知函数f(x)=x3-3x+1,则过点(1,-1)且与曲线y=f(x)相切的直线方程可以为( BC )
A.2x+y-1=0 B.y=-1
C.9x+4y-5=0 D.3x+2y-1=0
解析:由f(x)=x3-3x+1,得f′(x)=3x2-3, 设切点坐标为(t,t3-3t+1),则f′(t)=3t2-3, 则过切点的切线方程为y=(3t2-3)(x-t)+t3-3t+1,把点(1,-1)代入,可得-1=(3t2-3)(1-t)+t3-3t+1,整理得:(t-1)2(2t+1)=0,即t=1或t=-.当t=-时,切线方程为9x+4y-5=0;当t=1时,切线方程为y=-1.故选:BC.
11.(2025·四川成都二诊)设函数f(x)=2x3+ax2+bx,若f(x)的图象过点P(1,3),且曲线y=f(x)在(0,0)处的切线也过点P,则a=__-2__.
解析:因为f(x)=2x3+ax2+bx,
所以f′(x)=6x2+2ax+b,
又f(x)的图象过点P(1,3),
所以3=2+a+b,所以a+b=1,
又曲线y=f(x)在(0,0)处的切线方程为y=bx,直线y=bx过点P(1,3),
所以b=3,则a=-2.
12.(2025·福建福州模拟)若曲线y1=x3与曲线y2=a ln x相切,则a=__e__.
解析:由已知得y1′=x2,y2′=,
设切点为(b,),b>0,则该点也在曲线y2=a ln x上,则=a ln b,
因为两曲线相切,所以两曲线在切点处的切线相同,
因为y1′|x=b=b2,y2′|x=b=,所以b2=,
则a=b3,a>0,
代入=a ln b,得=a ln b,所以ln b=,解得b=e,则a=e.
13.(2025·辽宁名校联盟调研)设a≠0,若曲线f(x)=a ln (x-1)在点(2,f(2))处的切线也是曲线g(x)=eax-2的切线,则a=____.
解析:∵f(x)=a ln (x-1),∴f′(x)=,
∴f′(2)=a,又f(2)=0,
∴曲线f(x)=a ln (x-1)在点(2,f(2))处的切线方程为y=a(x-2),
根据题意可知直线y=a(x-2)也是曲线g(x)=eax-2的切线,
设直线y=a(x-2)与曲线g(x)=eax-2切于点(x0,eax0-2),
∵g′(x)=aeax-2,∴g′(x0)=aeax0-2,
∴
解得a=.
14.(预测)(2025·河南新乡二模)曲率是用于描述曲线在某一点处弯曲程度的量,对于平面曲线y=f(x),其曲率K=(y′是y的导数,y″是y′的导数),曲率半径ρ是曲率K的倒数,其表示与曲线在某点处具有相同弯曲程度圆的半径.已知质点以恒定速率v沿曲率半径为ρ的曲线做曲线运动时,向心加速度的大小为.若该质点以恒定速率v0沿形状满足y=x3-x2的光滑轨道运动,则其在点(0,0)处的向心加速度的大小为( B )
A.v B.2v
C.v D.v
解析:设f(x)=x3-x2,则f′(x)=3x2-2x,f″(x)=6x-2,所以f′(0)=0,f″(0)=-2,则曲线在点(0,0)处的曲率K==2,曲率半径p=,故曲线y=x3-x2在点(0,0)处的向心加速度的大小为=2v.故选B.
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