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课时分层评价18 导数的几何意义
(时间:60分钟 满分:110分)
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(第1-9题,每小题5分,共45分)
1.设函数f(x)在R上可导,f(x)的图象在点M(1,f(1))处的切线方程为y=2x+,那么f'(1)=( )
A.2 B.1
C. D.
答案:A
解析:因为函数f(x)的图象在点M处的切线方程为y=2x+,所以f'(1)=2.故选A.
2.已知曲线y=2x3上一点A(1,2),则点A处的切线斜率等于( )
A.0 B.2
C.4 D.6
答案:D
解析:Δy=2(1+Δx)3-2×13=6Δx+6(Δx)2+2(Δx)3,k== [2(Δx)2+6Δx+6]=6.故选D.
3.设f'(x0)=0,则曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线( )
A.不存在 B.与x轴平行或重合
C.与x轴垂直 D.与x轴斜交
答案:B
解析:因为f'(x0)=0,所以曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线斜率为0,即切线与x轴平行或重合.故选B.
4.已知y=f(x)的图象如图,则f'(xA)与f'(xB)的大小关系是( )
A.f'(xA)>f'(xB)
B.f'(xA)<f'(xB)
C.f'(xA)=f'(xB)
D.不能确定
答案:B
解析:由题图可知,曲线在点A处的切线的斜率比曲线在点B处的切线的斜率小,结合导数的几何意义知f'(xA)<f'(xB).故选B.
5.若曲线f(x)=x2的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为( )
A.4x-y-4=0 B.x+4y-5=0
C.4x-y+3=0 D.x+4y+3=0
答案:A
解析:设切点为(x0,y0),因为f'(x0)==(2x0+Δx)=2x0.由题意,可知切线斜率k=4,即f'(x0)=2x0=4,所以x0=2.所以切点坐标为(2,4),切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.故选A.
6.(多选题)下列各点中,在曲线y=f(x)=x3-2x上,且在该点处的切线倾斜角为的是( )
A.(0,0) B.(1,-1)
C.(-1,1) D.(1,1)
答案:BC
解析:设切点坐标为(x0,y0),则f'(x0)==3-2=tan =1,所以x0=±1,当x0=1时,y0=-1.当x0=-1时,y0=1.故选BC.
7.已知函数y=f(x)在x=1处的切线方程为y=4x-3,则f(1)+f'(1)= .
答案:5
解析:因为函数y=f(x)在x=x0处的切线斜率为f'(x0),又y=f(x)在x=1处的切线方程为y=4x-3,所以f'(1)=4,因为函数y=f(x)在x=1处的切点为(1,f(1)),且切点也在切线上,所以f(1)=4×1-3=1,所以f(1)+f'(1)=5.
8.如图,函数f(x)的图象是折线段ABC,其中A,B,C的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4),则 = .
答案:-2
解析:由导数的概念和几何意义知,=f'(1)=kAB==-2.
9.已知函数f(x)=x3-3ax(a∈R).若直线x+y+m=0对任意的m∈R都不是曲线y=f(x)的切线,则实数a的取值范围为 .
答案:
解析:假设直线x+y+m=0与曲线y=f(x)相切,切点为P(x0,y0),由题意,得f'(x0)==3-3a=-1无解,即3-3a+1=0无解,故3a-1<0,解得a<.
10.(13分)已知点P(2,-1)在曲线f(x)=上.求:
(1)曲线在点P处的切线斜率;
(2)曲线在点P处的切线方程.
解:(1)将P(2,-1)的坐标代入f(x)=,得t=1,所以f(x)=.
所以f'(2)=
===1,
所以曲线在点P处的切线斜率为1.
(2)由(1)知曲线在点P处的切线方程为y-(-1)=x-2,即x-y-3=0.
(第11-13题,每小题5分,共15分)
11.曲线y=x2在点(1,1)处的切线与坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B.
C.1 D.2
答案:A
解析:f'(1)===(2+Δx)=2.则曲线在点(1,1)处的切线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.因为2x-y-1=0与坐标轴的交点为(0,-1),,所以所求三角形的面积为S=×1×=.故选A.
12.设P为曲线C:y=x2+2x+3上的点,且曲线C在点P处的切线的倾斜角的取值范围是,则点P横坐标的取值范围为( )
A. B.[-1,0]
C.[0,1] D.
答案:D
解析:设P(x,y),则曲线C在点P处的切线的斜率k===(Δx+2x+2)=2x+2.又曲线C在点P处的切线的倾斜角的取值范围为,所以其斜率k≥1,即2x+2≥1,解得x≥-.故选D.
13.若抛物线f(x)=x2-x+c上一点P的横坐标是-2,抛物线在点P处的切线恰好过坐标原点,则c的值为 .
答案:4
解析:设在点P处切线的斜率为k,则k=f'(-2)==-5,所以切线方程为y=-5x.所以点P的纵坐标为y=-5×(-2)=10,将点P(-2,10)代入y=x2-x+c,得c=4.
14.(15分)点P在曲线f(x)=x2+1上,且曲线在点P处的切线与曲线y=-2x2-1相切,求点P的坐标.
解:设P(x0,y0),则y0=+1,
f'(x0)==2x0,
所以在点P的切线方程为y-y0=2x0(x-x0),
即y=2x0x+1-,
而此直线与曲线y=-2x2-1相切,
所以切线与曲线y=-2x2-1只有一个公共点,
由
得2x2+2x0x+2-=0,
则Δ=4-8(2-)=0,
解得x0=±,则y0=,
所以点P的坐标为.
15.(5分)函数y=在x=1处的导数为 .
答案:-
解析:作出函数y=的图象如图.
由导数的几何意义可知,函数y=在x=1处的导数即为半圆在点P(1,)处的切线的斜率.所以kl=-=-=-.
16.(17分)求过点(-1,0)与曲线y=x2+x+1相切的直线方程.
解:设切点为(x0,+x0+1),则切线的斜率为
k==2x0+1.
又k==,
所以2x0+1=,解得x0=0或x0=-2.
当x0=0时,切线斜率k=1,
过(-1,0)的切线方程为y-0=x+1,
即x-y+1=0.
当x0=-2时,切线斜率k=-3,
过(-1,0)的切线方程为y-0=-3(x+1),
即3x+y+3=0.
故所求切线方程为x-y+1=0或3x+y+3=0.
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