内容正文:
6.1.4 第1课时 导数的四则运算
[课时跟踪检测]
1.[多选]下列求导运算错误的是 ( )
A.'=1+ B.(log2x)'=
C.(3x)'=3x D.(x2cos x)'=-2xsin x
答案:ACD
2.一质点运动的位移方程为s=60t-gt2(g=10 m/s2),当t=5 s时,该质点的瞬时速度为 ( )
A.20 m/s B.25 m/s
C.10 m/s D.15 m/s
解析:选C 因为s'=60-gt,所以当t=5 s时,s'=60-5g=10 m/s.故选C.
3.曲线f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3)在原点处的切线方程为 ( )
A.y=-6x B.y=-3x
C.y=3x D.y=6x
解析:选A 因为f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3),所以f'(x)=(x-1)(x-2)(x-3)+x·[(x-1)(x-2)(x-3)]',所以f'(0)=(-1)×(-2)×(-3)+0=-6,所以切线方程为y=-6x.
4.已知曲线y=在点(0,a)处的切线方程为y=x+b,则a+b= ( )
A.2 B.e
C.3 D.2e
解析:选A 根据导数的运算公式y'==,当x=0时,y'=2-a,∴2-a=1,即a=1.∵(0,1)在切线y=x+b上,即b=1,∴a+b=2.故选A.
5.已知f(x)=ax2+ln x,且=6.若f(x)在(1,f(1))处的切线与直线bx+ay+1=0垂直,则a+b= ( )
A. B.
C. D.0
解析:选A 依题意,=2×=2f'(1)=6,f'(1)=3,则-×3=-1,a=3b.又f(x)=ax2+ln x,f'(x)=2ax+,f'(1)=2a+1=3,a=1,所以b=,所以a+b=.故选A.
6.我们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当x→0时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:===ex=e0=1,则= ( )
A. B.
C.1 D.2
解析:选B 由题意得====,故选B.
7.函数f(x)=ln x+ax的图象存在与直线2x-y=0平行的切线,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,-2] B.(-∞,2)
C.(2,+∞) D.(0,+∞)
解析:选B 函数f(x)=ln x+ax的图象存在与直线2x-y=0平行的切线,即f'(x)=2在(0,+∞)上有解.所以f'(x)=+a=2在(0,+∞)上有解,则a=2-.因为x>0,所以2-<2,所以a的取值范围是(-∞,2).
8.(5分)已知函数f(x)=(x-98)(x-99),则f'(99)= .
解析:由函数f(x)=(x-98)(x-99),可得f'(x)=2x-197,所以f'(99)=2×99-197=1.
答案:1
9.(5分)已知函数f(x)的导函数是f'(x),且满足f(x)=f'cos x+2x,则f'= .
解析:∵f(x)=f'cos x+2x,∴f'(x)=-f'sin x+2,∴f'=-f'sin+2,∴f'=1.
答案:1
10.(5分)(2025·全国Ⅰ卷)若直线y=2x+5是曲线y=ex+x+a的切线,则a= .
解析:y'=ex+1,令y'=ex+1=2⇒x=0,
代入y=2x+5⇒切点为(0,5),
再将(0,5)代入y=ex+x+a⇒a=4.
答案:4
11.(5分)(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y=ex+x得y'=ex+1,当x=0时,y'=e0+1=2,故曲线y=ex+x在(0,1)处的切线方程为y=2x+1.由y=ln(x+1)+a得y'=,
设切线与曲线y=ln(x+1)+a相切的切点为(x0,ln(x0+1)+a),由两曲线有公切线得y'==2,解得x0=-,则切点为,
切线方程为y=2+a+ln=2x+1+a-ln 2,
根据两切线重合,所以a-ln 2=0,解得a=ln 2.
答案:ln 2
12.(5分)现有一倒放圆锥形容器,该容器深24 m,底面直径为6 m,水以5π m3/s的速度流入,则当水流入时间为1 s时,水面上升的速度为 m/s.
解析:设注入水后水面高度为h,水面所在圆的半径为r,=,即r=.因为水的体积为πr2h=v水流t=5πt,即h=4,h'(t)=4×,所以当t=1时,h'(1)=.
即水面上升的速度为 m/s.
答案:
13.(10分)求下列函数的导数:
(1)y=-ln x;(2分)
(2)y=(x2+1)(x-1);(2分)
(3)y=;(3分)(4)y=.(3分)
解:(1)y'=(-ln x)'=()'-(ln x)'=-.
(2)y'=[(x2+1)(x-1)]'=(x3-x2+x-1)'=(x3)'-(x2)'+(x)'-(1)'=3x2-2x+1.
(3)y'==.
(4)y'=
=.
14.(10分)已知函数f(x)=ln x+ax2+x(a∈R),且f'(1)=4.
(1)求a的值;(4分)
(2)求函数f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线方程.(6分)
解:(1)由f(x)=ln x+ax2+x,得f'(x)=+2ax+1,又f'(1)=4,所以1+2a+1=4,解得a=1.
(2)由a=1,得f(x)=ln x+x2+x,所以f(2)=ln 2+6,即切点为(2,ln 2+6),
又切线的斜率为k=f'(2)=,
所以函数f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线方程为y-(ln 2+6)=(x-2),即11x-2y+2ln 2-10=0.
15.(15分)对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),定义:设f″(x)是函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的导数,若f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”. 现已知f(x)=x3-3x2+2x-2.
请解答下列问题:
(1)求函数f(x)的“拐点”A的坐标;(5分)
(2)求证:f(x)的图象关于“拐点”A对称.(10分)
解:(1)∵f'(x)=3x2-6x+2,f″(x)=6x-6,
∴令f″(x)=6x-6=0,得x=1.有f(1)=1-3+2-2=-2,∴“拐点”A为(1,-2).
(2)证明:设P(x0,y0)是y=f(x)图象上任意一点,则y0=-3+2x0-2.
P(x0,y0)关于“拐点”A(1,-2)的对称点为P'(2-x0,-4-y0).
把点P'坐标代入y=f(x)得左边=-4-y0=-+3-2x0-2,右边=(2-x0)3-3(2-x0)2+2(2-x0)-2=-+3-2x0-2,
∴左边=右边,
∴点P'(2-x0,-4-y0)在y=f(x)的图象上.
∴y=f(x)关于“拐点”A对称.
学科网(北京)股份有限公司
$