内容正文:
第5章 阶段测评(三)[5.1~5.2]
(时间:50分钟,满分:100分)
一、选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2025·宿迁期末)函数f=x2-sin x在区间上的平均变化率为( )
A.-π- B.-π
C.π D.π+
解析 由平均变化率定义得==π.
故选C.
答案 C
2.已知函数f(x)=x·ex,则导数值f′(1)=( )
A.1 B.2e
C.e D.e+1
解析 因为f(x)=x·ex,
所以f′(x)=x′·ex+x(ex)′=ex+xex=ex(1+x),
所以f′(1)=2e.故选B.
答案 B
3.(2025·六安期末)若函数f(x)的导函数f′(x)存在,且 =4,则f′(1)=( )
A.-2 B.2
C.-8 D.8
解析
=-
=-f′=4,
所以f′(1)=-8.
故选C.
答案 C
4.已知m>0,n>0,直线y=x+m+1与曲线y=ln x-n+2相切,则+的最小值是( )
A.16 B.12
C.8 D.4
解析 对y=ln x-n+2求导得y′=,
由y′==得x=e,
则·e+m+1=ln e-n+2,即m+n=1,
所以+=(m+n)=2++
≥2+2=4,
当且仅当m=n=时等号成立.
故选D.
答案 D
5.过坐标原点作曲线y=(x-4)ex的切线,则切线有________条.( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析 由y=(x-4)ex可得y′=(x-3)ex,
过坐标原点作曲线y=(x-4)ex的切线,设切点为(x0,y0),则切线斜率为k=(x0-3)ex0,
切线方程为y-y0=(x0-3)ex0(x-x0),
又y0=(x0-4)ex0,切线方程过坐标原点,
所以-(x0-4)ex0=(x0-3)ex0(-x0),
即x-4x0+4=0,
所以x0=2,即切线有1条.
故选B.
答案 B
6.若点A(a,a),B(b,eb)(a,b∈R),则A、B两点间距离|AB|的最小值为( )
A.1 B.
C. D.2
解析 点A(a,a)在直线y=x上,点B(b,eb)在y=ex上,对y=ex求导,得y′=ex,设y=ex的切线的切点为(x0,y0),令y′=1⇒ex0=1⇒x0=0,所以y=ex在点(0,1)处的切线为y=x+1,此时切线y=x+1与直线y=x平行,
直线y=x与y=x+1之间的距离=为|AB|的最小值,故选B.
答案 B
二、选择题:本题共2小题,每小题6分,共12分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
7.下列运算错误的是( )
A.(2x)′=2xlog2e B.()′=
C.(sin 1)′=cos 1 D.(log3 x)′=
解析 对于A,(2x)′=2xln 2,A错误;
对于B,()′=(x)′=x-=,B正确;
对于C,(sin 1)′=0,C错误;
对于D,(log3 x)′=,D正确.
故选AC.
答案 AC
8.已知函数f(x)(x∈R)是奇函数,f(x+2)=f(-x)且f(1)=2,f′(x)是f(x)的导函数,则( )
A.f(2025)=2 B.f′(x)的周期是4
C.f′(x)是偶函数 D.f′(1)=1
解析 因为函数f(x)是奇函数,
f(x+2)=f(-x),
所以f(x+2)=f(-x)=-f(x),
所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即f(x+4)=f(x),故f(x)的周期为4,
所以f′(x+4)=f′(x),故f′(x)的周期为4,故B项正确;
f(2025)=f(4×506+1)=f(1)=2,故A项正确;
因为函数f(x)是奇函数,
所以f(-x)=-f(x),
所以-f′(-x)=-f′(x),
即f′(-x)=f′(x),
所以f′(x)为偶函数,故C项正确;
因为f(x+2)=f(-x),
所以f′(x+2)=-f′(-x),
令x=-1,可得f′(1)=-f′(1),
解得f′(1)=0,故D项错误.故选ABC.
答案 ABC
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
9.函数y=ln(2-3x)的导数是y′=________.
解析 因为y=ln(2-3x),
所以y′=×(2-3x)′=×(-3)=.
答案
10.直线y=kx与曲线y=ln x+2相切,则k=________.
解析 设直线y=kx与曲线y=ln x+2相切于点(t,ln t+2)(t>0),
∵y′=,∴k=,∴切线方程为y-(ln t+2)=(x-t),即y=x+ln t+1,
∴ln t+1=0,解得t=,∴k=e.
答案 e
11.(2025·聊城模拟)一条直线与函数y=ln x和y=ex的图象分别相切于点P和点Q,则的值为________.
解析 设f=ln x,g=ex,所以f′=,g′=ex,
则y=ln x在点P处的切线方程为y-ln x1=,即y=x+ln x1-1;
y=ex在点Q处的切线方程为y-ex2=ex2,即y=ex2x+ex2,
由已知得
由=ex2得x1=e-x2,故ln x1-1=ln e-x2-1=-x2-1,
故-x2-1=,解得x1=,
所以x1-1=-1=,因此==-2.
答案 -2
四、解答题:本题共3小题,共43分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
12.(13分)求下列函数的导数.
(1)y=(x-2)(3x+1)2;
(2)y=.
解析 (1)因为y=(x-2)(3x+1)2=(x-2)·(9x2+6x+1)=9x3-12x2-11x-2,
所以y′=9(x3)′-12(x2)′-11(x)′=27x2-24x-11.
(2)y′=′===.
13.(15分)已知函数为f(x)=.
(1)函数y=f(x)在点P处的切线与直线y=4x-5互相垂直,求点P的坐标;
(2)过点Q(-1,3)作曲线y=f(x)的切线,求此切线的方程.
解析 (1)∵f(x)=,∴f′(x)=-,
设P,∵函数y=f(x)在点P处的切线与直线y=4x-5互相垂直,
∴f′(x0)=-=-,解得x0=±2,
∴P或P.
(2)过点Q(-1,3)作曲线y=f(x)的切线,设切点为,则f′(x′)=-,
切线方程为y=-(x-x′)+=-x+,
代入点Q(-1,3)得3=+,
解得x′=-或x′=1,
即切线方程为y=-9x-6或y=-x+2.
14.(15分)(2025·杭州期末)已知函数f(x)=ln +2x.
(1)若a=4,求y=f(x)在点处的切线方程;
(2)若y=f(x)的图象关于点中心对称,求a,b的值.
解析 (1)当a=4时,f=ln +2x,f′=++2,
则k=f′=3,又f(2)=4,
故y=f(x)在点处的切线方程为y-4=3,即3x-y-2=0.
(2)由y=f(x)的图象关于点中心对称,可知f-3的图象关于原点对称,
即f(x+b)-3=ln +2x+2b-3为奇函数,
则由f-3的定义域关于原点对称,可得
a-b=b,即a=2b,
于是f-3=ln +2x+2b-3,定义域为,故f-3=2b-3=0.
联立解得a=3,b=.
此时f-3=ln +2x,
f-3=ln -2x=-ln -2x
=-,符合题意,
所以a=3,b=.
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