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- 2021-06-19 发布
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课时作业 13 变化率与导数、导数的计算
[基础达标]
一、选择题
1.函数 f(x)=(x+2a)(x-a)2 的导数为( )
A.2(x2-a2) B.2(x2+a2)
C.3(x2-a2) D.3(x2+a2)
解析:∵f(x)=(x+2a)(x-a)2=x3-3a2x+2a3,
∴f′(x)=3(x2-a2).
答案:C
2.[2020·河南南阳月考]已知函数 f(x)的导函数为 f′(x),且满足 f(x)=2xf′(e)
+ln x,则 f(e)=( )
A.e B.-1
e
C.-1 D.-e
解析:由 f(x)=2xf′(e)+ln x,得 f′(x)=2f′(e)+1
x
,则 f′(e)=2f′(e)+1
e
,
所以 f′(e)=-1
e
,故 f(x)=-2
e
x+ln x,所以 f(e)=-1.故选 C 项.
答案:C
3.[2020·山西太原模拟]已知函数 f(x)=xln x+a 的图象在点(1,f(1))处的切线经
过原点,则实数 a 的值为( )
A.1 B.0
C.1
e
D.-1
解析:∵f(x)=xln x+a,∴f′(x)=ln x+1,∴f′(1)=1,f(1)=a,∴切线方程
为 y=x-1+a,∴0=0-1+a,解得 a=1.故选 A 项.
答案:A
4.[2020·湖南株洲模拟]设函数 y=xsin x+cos x 的图象在点(t,f(t))处的切线斜
率为 g(t),则函数 y=g(t)图象的一部分可以是( )
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解析:由 y=xsin x+cos x 可得 y′=sin x+xcos x-sin x=xcos x.则 g(t)=tcos
t,g(t)是奇函数,排除选项 B,D;当 x∈
0,π
2 时,y>0,排除选项 C.故选 A.
答案:A
5.[2020·广州市高三调研考试]已知直线 y=kx-2 与曲线 y=xln x 相切,则实数 k
的值为( )
A.ln 2 B.1
C.1-ln 2 D.1+ln 2
解析:由 y=xln x 知 y′=ln x+1,设切点为(x0,x0ln x0),则切线方程为 y-x0ln x0
=(ln x0+1)(x-x0),因为切线 y=kx-2 过定点(0,-2),所以-2-x0ln x0=(ln x0+1)(0
-x0),解得 x0=2,故 k=1+ln 2,选 D.
答案:D
二、填空题
6.[2019·全国卷Ⅰ]曲线 y=3(x2+x)ex 在点(0,0)处的切线方程为________.
解析:∵y′=3(x2+3x+1)ex,
∴曲线在点(0,0)处的切线斜率 k=y′|x=0=3,
∴曲线在点(0,0)处的切线方程为 y=3x.
答案:y=3x
7.[2020·天津十二重点中学联考]已知函数 f(x)=(x2-a)ln x,f′(x)是函数 f(x)
的导函数,若 f′(1)=-2,则 a 的值为________.
解析:∵f(x)=(x2-a)ln x(x>0),∴f′(x)=2xln x+x2-a
x
,∴f′(1)=1-a=-2,
得 a=3.
答案:3
8.[2020·湖南湘东六校联考]已知曲线 f(x)=ex+x2,则曲线 y=f(x)在(0,f(0))处
的切线与坐标轴围成的图形的面积为________.
解析:由题意,得 f′(x)=ex+2x,所以 f′(0)=1.又 f(0)=1,所以曲线 y=f(x)在(0,
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f(0))处的切线方程为 y-1=1×(x-0),即 x-y+1=0,所以该切线与 x,y 轴的交点坐标
分别为(-1,0),(0,1),所以该切线与坐标轴围成的图形的面积为1
2
×1×1=1
2
.
答案:1
2
三、解答题
9.求下列函数的导数:
(1)y=(3x3-4x)(2x+1);
(2)y=x+cos x
x+sin x
;
(3)y=
1+x
5
x2
.
解析:(1)解法一:因为 y=(3x3-4x)(2x+1)=6x4+3x3-8x2-4x,所以 y′=24x3+9x2
-16x-4.
解法二:y′=(3x3-4x)′(2x+1)+(3x3-4x)(2x+1)′=(9x2-4)(2x+1)+(3x3-
4x)·2=24x3+9x2-16x-4.
(2)y′= x+cos x′ x+sin x - x+cos x x+sin x′
x+sin x 2
= 1-sin x x+sin x - x+cos x 1+cos x
x+sin x 2
=-xcos x-xsin x+sin x-cos x-1
x+sin x 2 .
(3)∵
1+x
5
x2
=x
3
5 +x
2
5
,
∴y′=
1+x
5
x2 ′=(x
3
5 )′+ x
2
5
′=3
5
x
2
5
-2
5
x
7
5
.
10.已知函数 f(x)=x3-4x2+5x-4.
(1)求曲线 f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)求经过点 A(2,-2)的曲线 f(x)的切线方程.
解析:(1)因为 f′(x)=3x2-8x+5,所以 f′(2)=1,又 f(2)=-2,
所以曲线在点(2,f(2))处的切线方程为 y+2=x-2,
即 x-y-4=0.
(2)设曲线与经过点 A(2,-2)的切线相切于点 P(x0,x3
0-4x2
0+5x0-4),因为 f′(x0)=
3x2
0-8x0+5,
- 4 -
所以切线方程为 y-(-2)=(3x2
0-8x0+5)(x-2),
又切线过点 P(x0,x3
0-4x2
0+5x0-4),
所以 x3
0-4x2
0+5x0-2=(3x2
0-8x0+5)(x0-2),
整理得(x0-2)2(x0-1)=0,解得 x0=2 或 1,
所以经过 A(2,-2)的曲线 f(x)的切线方程为 x-y-4=0 或 y+2=0.
[能力挑战]
11.[2020·江西南昌模拟]已知 f(x)在 R 上连续可导,f′(x)为其导函数,且 f(x)=
ex+e-x-xf′(1)·(ex-e-x),则 f′(2)+f′(-2)-f′(0)f′(1)=( )
A.4e2+4e-2 B.4e2-4e-2
C.0 D.4e2
解析:函数 f(-x)=e-x+ex-(-x)f′(1)·(e-x-ex)=f(x),即函数 f(x)是偶函数,
两边对 x 求导数,得-f′(-x)=f′(x).即 f′(-x)=-f′(x),则 f′(x)是 R 上的奇函
数,则 f′(0)=0,f′(-2)=-f′(2),即 f′(2)+f′(-2)=0,则 f′(2)+f′(-2)
-f′(0)f′(1)=0.故选 C 项.
答案:C
12.[2020·河北保定乐凯中学模拟]设函数 f(x)=g(x)+x2,曲线 y=g(x)在点(1,g(1))
处的切线方程为 y=2x+1,则曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为( )
A.2 B.1
4
C.4 D.-1
2
解析:因为曲线 y=g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为 y=2x+1,所以 g′(1)=2.又
f′(x)=g′(x)+2x,故曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为 f′(1)=g′(1)+2
=4.故选 C 项.
答案:C
13.[2020·四川绵阳月考]过点 A(2,1)作曲线 f(x)=x3-3x 的切线,最多有( )
A.3 条 B.2 条
C.1 条 D.0 条
解析:设切点为 P(x0,x3
0-3x0).易知 f′(x0)=3x2
0-3,则切线方程为 y-x3
0+3x0=(3x2
0
-3)(x-x0),代入(2,1)得,2x3
0-6x2
0+7=0.令 y=2x3
0-6x2
0+7,则 y′=6x2
0-12x0.由 y′=0,
得 x0=0 或 x0=2,且当 x0=0 时,y=7>0,x0=2 时,y=-1<0,所以方程 2x3
0-6x2
0+7=0 有
3 个解,则过点 A(2,1)作曲线 f(x)=x3-3x 的切线的条数是 3 条.故选 A 项.
答案:A
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