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课时分层评价19 基本初等函数的导数
(时间:60分钟 满分:110分)
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(1—9,每小题5分,共45分)
1.函数f=在x=1处的导数f'等于( )
A.- B.
C.1 D.2
答案:B
解析:由f'=,故f'=.故选B.
2.下列各式正确的是( )
A.'=-sin 985°
B.'=sin x
C.'=cos x
D.'=-x-6
答案:C
解析:根据基本初等函数的导数公式,'=0,故A错误;'=-sin x,故B错误;'=cos x,故C正确;'=-5x-6,故D错误.故选C.
3.在经济学中,通常把生产成本关于产量的导函数称为边际成本.设生产x个单位产品与总成本的函数关系是C(x)=x2,则生产8个单位产品时,边际成本是( )
A.2 B.8
C.10 D.16
答案:D
解析:C'(x)=2x,则C'(8)=2×8=16.故选D.
4.若函数f(x)的导函数为偶函数,则f(x)的解析式可能是( )
A.f(x)=x2 B.f(x)=cos x
C.f(x)=sin x D.f(x)=ex
答案:C
解析:对于A,f'(x)=2x,为奇函数;对于B,f'(x)=-sin x,为奇函数;对于C,f'(x)=cos x,为偶函数;对于D,f'(x)=ex,既不是奇函数也不是偶函数.故选C.
5.(多选)已知函数f(x)=的导函数为f'(x),若f'(x1)<f'(x2),则x1,x2的大小关系可能为( )
A.0<x1<x2 B.0<x2<x1
C.x1<0<x2 D.x2<0<x1
答案:ACD
解析:因为f(x)=,所以f'(x)=-,若f'(x1)<f'(x2),则-<-,所以>,<,结合选项可知,0<x2<x1不可能.故选ACD.
6.(多选)设b为实数,则直线y=x+b能作为下列曲线的切线的是( )
A.f(x)= B.f(x)=x4
C.f(x)=sin x D.f(x)=ex
答案:BCD
解析:对于A,因为f(x)=,所以f'(x)=-=无解,所以直线y=x+b不能作为曲线的切线,故A错误;对于B,因为f(x)=x4,所以f'(x)=4x3,令f'(x)=4x3=,解得x=,此时y=,所以切点坐标为,所以直线y=x+b能作为曲线的切线,故B正确;对于C,因为f(x)=sin x,所以f'(x)=cos x,令f'(x)=cos x=,解得x=2kπ±,k∈Z,此时y=±,所以切点坐标为,k∈Z或,k∈Z,所以直线y=x+b能作为曲线的切线,故C正确;对于D,因为f(x)=ex,所以f'(x)=ex,令f'(x)=ex=,解得x=ln,此时y=,所以切点坐标为,所以直线y=x+b能作为曲线的切线,故D正确.故选BCD.
7.已知直线y=kx是曲线y=3x的切线,则k的值为 .
答案:eln 3
解析:设切点为(x0,y0),因为y'=3x ln 3,所以k=ln 3,所以y=ln 3·x,又因为(x0,y0)在曲线y=3x上,所以ln 3·x0=,所以x0==log3e.所以k=eln 3.
8.(开放题)若函数f(x)在R上可导,且f(x)·f'(x)为单调函数.写出满足上述条件的一个函数 .
答案:f(x)=x2(答案不唯一)
解析:设f(x)=x2,则f'(x)=2x,所以f(x)· f'(x)=2x3在R上单调递增,满足条件.所以f(x)=x2满足条件.
9.已知点P是曲线y=ex上任意一点,则点P到直线y=x的最小距离为 .
答案:
解析:如图所示,当曲线y=ex在点P(x0,y0)处的切线与直线y=x平行时,点P到直线y=x的距离最近.则曲线y=ex在点P(x0,y0)处的切线斜率为1,又y'=(ex)'=ex,所以=1,得x0=0,代入y=ex,得y0=1,即P(0,1).利用点到直线的距离公式得最小距离为.
10.(13分)已知函数f(x)=.
(1)曲线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:(1)因为f(x)=,所以f'(x)=-,
设P(x0,),
因为曲线y=f(x)在点P处的切线与直线y=4x-5互相垂直,所以f'(x0)=-=-,解得x0=±2,
所以P(2,)或P(-2,-).
(2)过点Q(-1,3)作曲线y=f(x)的切线,设切点为(x1,),则f'(x1)=-,切线方程为y=-(x-x1)+=-x+,代入点Q(-1,3)的坐标得3=+,解得x1=-或x1=1,即切线方程为y=-9x-6或y=-x+2.
(11—13,每小题5分,共15分)
11.设f0(x)=cos x,f1(x)=f0'(x),f2(x)=f1'(x),…,fn+1(x)=fn'(x),n∈N,则f2 025(x)=( )
A.sin x B.-sin x
C.cos x D.-cos x
答案:B
解析:根据题意,f0(x)=cos x,则f1(x)=f0'(x)=-sin x,f2(x)=f1'(x)=-cos x,f3(x)=f2'(x)=sin x,f4(x)=f3'(x)=cos x,…,则fn(x)的解析式重复出现,每4次一循环,故f2 025(x)=f4×506+1(x)=f1(x)=-sin x.故选B.
12.“以直代曲”是重要的数学思想,具体做法是:在函数图象某个切点附近用切线代替曲线来近似计算.比如要求sin 0.05的近似值,我们可以先构造函数y=sin x,由于0.05与0比较接近,所以求出x=0处的切线方程为y=x,再把x=0.05代入切线方程,故有sin 0.05≈0.05.类比上述方式,可得≈( )
A.1.001 B.1.005
C.1.015 D.1.025
答案:B
解析:设f(x)=ex,则f'(x)=ex,则f'(0)=1,f(0)=1,故f(x)=ex的图象在x=0处的切线方程为y=x+1,设g(x)=x+1,由题意得=f()≈g()=1.005.故选B.
13.设正弦曲线y=sin x上一点P,以点P为切点的切线为直线l,则直线l的倾斜角α的范围是 .
答案:∪
解析:因为(sin x)'=cos x,所以kl=cos x∈[-1,1],所以-1≤tan α≤1,又因为α∈[0,π),所以α∈∪.
14.(15分)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,令an=lg xn,求a1+a2+…+a99的值.
解:导函数y'=(n+1)xn,切线斜率k=y'|x=1=n+1,
所以切线方程为y-1=(n+1)(x-1),即y=(n+1)x-n,
可求得切线与x轴的交点为,即xn=,
所以an=lg =lg n-lg(n+1),
所以a1+a2+…+a99=(lg 1-lg 2)+(lg 2-lg 3)+…+(lg 99-lg 100)=lg 1-lg 100=-2.
15.(5分)(新定义)(多选)已知函数f的导数为f',若存在x0,使得f=f',则称x0是f的一个“巧值点”,则下列函数中有“巧值点”的是( )
A.f=x2 B.f=
C.f=ln x D.f=
答案:ABC
解析:对于A,f'=2x,令x2=2x,得x=0或x=2,有“巧值点”;对于B,f'=-,令=-,得x=-1,有“巧值点”;对于C,f'=,令ln x=,结合y=ln x,y=的图象(如图),知方程ln x=有解,有“巧值点”;对于D,f'=-,x>0,令=-,方程无解,无“巧值点”.故选ABC.
16.(17分)求曲线C1:y=x2与曲线C2:y=x3的公切线的斜率.
解:(1)当公切线切点相同时,对C1,C2分别求导得y'=2x,y'=3x2.
令2x=3x2,解得x=0,或x=.
①当x=0时,2x=3x2=0.此时公切线的斜率为0;②当x=时,2x=3x2=.
此时C1的切线方程为y-=,而C2的切线方程为y-=.
显然两者不是同一条切线,所以x=舍去.
(2)当公切线切点不同时,在曲线C1,C2上分别任取一点A(x1,y1),B(x2,y2),
则有y'=2x1,y'=3,因为AB的斜率为kAB=,
所以有2x1=3=.由2x1=3,得x1=,
代入3=中,解得x2=,x1=.此时公切线的斜率为2x1=.
综上所述,曲线C1,C2有两条公切线,其斜率分别为0,.
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