高三一轮复习导数的概念与运算

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高考数学一轮复习考点知识专题讲解14---导数的概念及其意义、导数的运算

高考数学一轮复习考点知识专题讲解14---导数的概念及其意义、导数的运算

高考数学一轮复习考点知识专题讲解 导数的概念及其意义、导数的运算考点要求1.了解导数的概念、掌握基本初等函数的导数.2.通过函数图象,理解导数的几何意义.3.能够用导数公式和导数的运算法则求简单函数的导数.知识梳理 1.导数的概念(1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数记作f ′(x 0)或y ′|0x x =. f ′(x 0)=lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx .(2)函数y =f (x )的导函数f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx.2.导数的几何意义函数y =f (x )在x =x 0处的导数的几何意义就是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率,相应的切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0). 3.基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数f (x )=c (c 为常数) f ′(x )=0f (x )=x α(α∈Q ,且α≠0)f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos x f (x )=cos x f ′(x )=-sin x f (x )=a x (a >0,且a ≠1)f ′(x )=a x ln a f (x )=e xf ′(x )=e x f (x )=log a x (a >0,且a ≠1)f ′(x )=1x ln a f (x )=ln xf ′(x )=1x4.导数的运算法则若f ′(x ),g ′(x )存在,则有 [f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); [f (x )g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0); [cf (x )]′=cf ′(x ). 常用结论1.区分在点处的切线与过点处的切线(1)在点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条. (2)过点处的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条. 2.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1f (x )′=-f ′(x )[f (x )]2(f (x )≠0).思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0附近的平均变化率.(×)(2)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.(×)(3)f′(x0)=[f(x0)]′.(×)教材改编题1.若f(x)=1x,则f′(x)=________.答案-x 2x2解析f(x)=1x=12x-,∴f′(x)=3212x--=-x2x2.2.函数f(x)=e x+1x在x=1处的切线方程为.答案y=(e-1)x+2解析f′(x)=e x-1x2,∴f′(1)=e-1,又f(1)=e+1,∴切点为(1,e+1),切线斜率k=f′(1)=e-1,即切线方程为y-(e+1)=(e-1)(x-1),即y=(e-1)x+2.3.已知函数f(x)=x ln x+ax2+2,若f′(e)=0,则a=.答案-1e解析f ′(x )=1+ln x +2ax , ∴f ′(e)=2a e +2=0,∴a =-1e.题型一 导数的运算例1(1)(2022·济南质检)下列求导运算正确的是________.(填序号) ①⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x ′=-1x (ln x )2;②(x 2e x )′=2x +e x ; ③(tan x )′=1cos 2x; ④⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x ′=1+1x 2.答案①③④解析⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x ′=-1(ln x )2·(ln x )′=-1x (ln x )2,故①正确;(x 2e x )′=(x 2+2x )e x ,故②错误;(tan x )′=⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x cos x ′=cos 2x +sin 2x cos 2x =1cos 2x ,故③正确;⎝⎛⎭⎪⎫x -1x ′=1+1x 2,故④正确.(2)函数f (x )的导函数为f ′(x ),若f (x )=x 2+f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π3sin x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=.答案π236+2π3解析f ′(x )=2x +f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos x ,∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=2π3+12f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=4π3,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=π236+2π3.教师备选在等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8),则f ′(0)等于()A .26B .29C .212D .215 答案C解析因为在等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4, 所以a 1a 8=a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=2×4=8. 因为函数f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8),所以f ′(x )=(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)+x [(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]′, 所以f ′(0)=a 1a 2…a 8=(a 1a 8)4=84=212.思维升华 (1)求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.(2)抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解.跟踪训练1(1)函数y =sin2x 的导数y ′等于()A .2B .cos2C .2cos2xD .2sin2x 答案C解析y =sin2x =2sin x ·cos x ,y ′=2cos x ·cos x +2sin x ·(-sin x ) =2cos 2x -2sin 2x =2cos2x .(2)若函数f (x ),g (x )满足f (x )+xg (x )=x 2-1,且f (1)=1,则f ′(1)+g ′(1)等于() A .1 B .2 C .3 D .4 答案C解析当x =1时,f (1)+g (1)=0, ∵f (1)=1,得g (1)=-1,原式两边求导,得f ′(x )+g (x )+xg ′(x )=2x , 当x =1时,f ′(1)+g (1)+g ′(1)=2, 得f ′(1)+g ′(1)=2-g (1)=2-(-1)=3. 题型二 导数的几何意义 命题点1求切线方程例2(1)(2021·全国甲卷)曲线y =2x -1x +2在点(-1,-3)处的切线方程为. 答案5x -y +2=0解析y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x +2′=2(x +2)-(2x -1)(x +2)2=5(x +2)2,所以y ′|x =-1=5(-1+2)2=5,所以切线方程为y +3=5(x +1),即5x -y +2=0.(2)已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l的方程为. 答案x -y -1=0解析∵点(0,-1)不在曲线f (x )=x ln x 上, ∴设切点为(x 0,y 0). 又f ′(x )=1+ln x ,∴直线l 的方程为y +1=(1+ln x 0)x . ∴由⎩⎨⎧y 0=x 0ln x 0,y 0+1=(1+ln x 0)x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0. 命题点2求参数的值(范围)例3(1)(2022·西安模拟)直线y =kx +1与曲线f (x )=a ln x +b 相切于点P (1,2),则2a +b 等于()A .4B .3C .2D .1 答案A解析∵直线y =kx +1与曲线f (x )=a ln x +b 相切于点P (1,2), 将P (1,2)代入y =kx +1, 可得k +1=2,解得k =1, ∵f (x )=a ln x +b ,∴f ′(x )=a x,由f ′(1)=a1=1,解得a =1,可得f (x )=ln x +b , ∵P (1,2)在曲线f (x )=ln x +b 上, ∴f (1)=ln1+b =2,解得b=2,故2a+b=2+2=4.(2)已知曲线f(x)=13x3-x2-ax+1存在两条斜率为3的切线,则实数a的取值范围是________.答案(-4,+∞)解析f′(x)=x2-2x-a,依题意知x2-2x-a=3有两个实数解,即a=x2-2x-3=(x-1)2-4有两个实数解,∴y=a与y=(x-1)2-4的图象有两个交点,∴a>-4.教师备选1.已知曲线f(x)=x3-x+3在点P处的切线与直线x+2y-1=0垂直,则P点的坐标为()A.(1,3) B.(-1,3)C.(1,3)或(-1,3) D.(1,-3)答案C解析设切点P(x0,y0),f′(x)=3x2-1,又直线x+2y-1=0的斜率为-1 2,∴f′(x0)=3x20-1=2,∴x20=1,∴x0=±1,又切点P(x0,y0)在y=f(x)上,∴y0=x30-x0+3,∴当x0=1时,y0=3;当x0=-1时,y0=3.∴切点P为(1,3)或(-1,3).2.(2022·哈尔滨模拟)已知M是曲线y=ln x+12x2+(1-a)x上的任一点,若曲线在M点处的切线的倾斜角均是不小于π4的锐角,则实数a的取值范围是()A.[2,+∞) B.[4,+∞) C.(-∞,2] D.(-∞,4] 答案C解析因为y=ln x+12x2+(1-a)x,所以y′=1x+x+1-a,因为曲线在M点处的切线的倾斜角均是不小于π4的锐角,所以y′≥tan π4=1对于任意的x>0恒成立,即1x+x+1-a≥1对任意x>0恒成立,所以x+1x≥a,又x+1x≥2,当且仅当x=1 x ,即x=1时,等号成立,故a≤2,所以a的取值范围是(-∞,2].思维升华(1)处理与切线有关的参数问题,关键是根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程:①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上. (2)注意区分“在点P 处的切线”与“过点P 处的切线”.跟踪训练2(1)(2022·南平模拟)若直线y =x +m 与曲线y =e xe 2n 相切,则()A .m +n 为定值B.12m +n 为定值C .m +12n 为定值D .m +13n 为定值答案B解析设直线y =x +m 与曲线y =e x e 2n 切于点002e (,)e x n x ,因为y ′=e x e 2n ,所以02e e x n =1,所以x 0=2n ,所以切点为(2n ,1),代入直线方程得1=2n +m ,即12m +n =12.(2)若函数f (x )=ln x +2x 2-ax 的图象上存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是. 答案[2,+∞)解析直线2x -y =0的斜率k =2,又曲线f (x )上存在与直线2x -y =0平行的切线, ∴f ′(x )=1x+4x -a =2在(0,+∞)内有解,则a =4x +1x-2,x >0.又4x +1x≥24x ·1x=4,当且仅当x =12时取“=”.∴a ≥4-2=2.∴a 的取值范围是[2,+∞). 题型三 两曲线的公切线例4(1)(2022·驻马店模拟)已知函数f (x )=x ln x ,g (x )=x 2+ax (a ∈R ),直线l 与f (x )的图象相切于点A (1,0),若直线l 与g (x )的图象也相切,则a 等于() A .0B .-1C .3D .-1或3 答案D解析由f (x )=x ln x 求导得f ′(x )=1+ln x ,则f ′(1)=1+ln1=1,于是得函数f (x )在点A (1,0)处的切线l 的方程为y =x -1, 因为直线l 与g (x )的图象也相切,则方程组⎩⎨⎧y =x -1,g (x )=x 2+ax ,有唯一解,即关于x 的一元二次方程x 2+(a -1)x +1=0有两个相等的实数根, 因此Δ=(a -1)2-4=0,解得a =-1或a =3, 所以a =-1或a =3.(2)若函数f (x )=x 2-1与函数g (x )=a ln x -1的图象存在公切线,则正实数a 的取值范围是()A .(0,e)B .(0,e]C .(0,2e)D .(0,2e] 答案D解析f (x )=x 2-1的导函数f ′(x )=2x ,g (x )=a ln x -1的导函数为g ′(x )=a x. 设切线与f (x )相切的切点为(n ,n 2-1),与g (x )相切的切点为(m ,a ln m -1), 所以切线方程为y -(n 2-1)=2n (x -n ),y -(a ln m -1)=am(x -m ),即y =2nx -n 2-1,y =a mx -a +a ln m -1.所以⎩⎨⎧2n =a m ,n 2+1=a +1-a ln m ,所以a 24m 2=a -a ln m ,由于a >0,所以a4m 2=1-ln m , 即a4=m 2(1-ln m )有解即可. 令h (x )=x 2(1-ln x )(x >0),h ′(x )=x (1-2ln x ),所以h (x )在(0,e)上单调递增,在(e ,+∞)上单调递减,最大值为h (e)=e2,当0<x <e 时,h (x )>0, 当x >e 时,h (x )<0, 所以0<a 4≤e2,所以0<a ≤2e.所以正实数a 的取值范围是(0,2e].教师备选1.若f (x )=ln x 与g (x )=x 2+ax 两个函数的图象有一条与直线y =x 平行的公共切线,则a 等于()A .1B .2C .3D .3或-1 答案D解析设在函数f (x )=ln x 处的切点为(x ,y ),根据导数的几何意义得到k =1x=1,解得x =1,故切点为(1,0),可求出切线方程为y =x -1,此切线和g (x )=x 2+ax 也相切, 故x 2+ax =x -1,化简得到x 2+(a -1)x +1=0,只需要满足Δ=(a -1)2-4=0,解得a =-1或a =3. 2.已知曲线y =e x 在点(x 1,1e x )处的切线与曲线y =ln x 在点(x 2,ln x 2)处的切线相同,则(x 1+1)(x 2-1)等于()A .-1B .-2C .1D .2 答案B解析已知曲线y =e x 在点(x 1,1e x )处的切线方程为y -1e x =1e x (x -x 1), 即y =1e x x -1e x x 1+1e x ,曲线y =ln x 在点(x 2,ln x 2)处的切线方程为y -ln x 2=1x 2(x -x 2),即y =1x 2x -1+ln x 2,由题意得⎩⎨⎧1ex =1x 2,1ex -1e x x 1=-1+ln x 2,得x 2=11ex , 1e x -1e x x 1=-1+ln x 2=-1+ln11e x =-1-x 1,则1e x =x 1+1x 1-1.又x 2=11ex , 所以x 2=x 1-1x 1+1, 所以x 2-1=x 1-1x 1+1-1=-2x 1+1, 所以(x 1+1)(x 2-1)=-2.思维升华 公切线问题,应根据两个函数在切点处的斜率相等,且切点既在切线上又在曲线上,列出有关切点横坐标的方程组,通过解方程组求解.或者分别求出两函数的切线,利用两切线重合列方程组求解.跟踪训练3(1)(2022·雅安模拟)已知定义在区间(0,+∞)上的函数f (x )=-2x 2+m ,g (x )=-3ln x -x ,若以上两函数的图象有公共点,且在公共点处切线相同,则m 的值为() A .2 B .5 C .1 D .0 答案C解析根据题意,设两曲线y =f (x )与y =g (x )的公共点为(a ,b ),其中a >0, 由f (x )=-2x 2+m ,可得f ′(x )=-4x ,则切线的斜率为k =f ′(a )=-4a , 由g (x )=-3ln x -x ,可得g ′(x )=-3x -1,则切线的斜率为k =g ′(a )=-3a-1,因为两函数的图象有公共点,且在公共点处切线相同,所以-4a =-3a-1,解得a =1或a =-34(舍去),又由g (1)=-1,即公共点的坐标为(1,-1), 将点(1,-1)代入f (x )=-2x 2+m , 可得m =1.(2)不与x 轴重合的直线l 与曲线f (x )=x 3和y =x 2均相切,则l 的斜率为________. 答案6427解析设直线l 与曲线f (x )=x 3相切的切点坐标为(x 0,x 30),f ′(x )=3x 2,则f ′(x 0)=3x 20,则切线方程为y =3x 20x -2x 30,因为不与x 轴重合的直线l 与曲线y =x 3和y =x 2均相切, 则⎩⎨⎧y =3x 20x -2x 30,y =x 2,得x 2-3x 20x +2x 30=0,Δ=9x 40-8x 30=0,得x 0=0(舍去)或x 0=89,所以l 的斜率为3x 20=6427. 课时精练1.(2022·阳江模拟)下列函数的求导正确的是()A .(x -2)′=-2xB .(x cos x )′=cos x -x sin xC .(ln10)′=110D .(3x )′=3x 答案B解析(x -2)′=-2x -3,∴A 错; (x cos x )′=cos x -x sin x ,∴B 对;(ln10)′=0,∴C错;(3x)′=3x·ln3,∴D错.2.已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f′(x)的图象如图所示,则该函数的图象是()答案B解析由y=f′(x)的图象是先上升后下降可知,函数y=f(x)图象的切线的斜率先增大后减小.3.(2022·黑龙江哈师大附中月考)曲线y=2cos x+sin x在(π,-2)处的切线方程为() A.x-y+π-2=0 B.x-y-π+2=0C.x+y+π-2=0 D.x+y-π+2=0答案D解析y′=-2sin x+cos x,当x=π时,k=-2sinπ+cosπ=-1,所以在点(π,-2)处的切线方程,由点斜式可得y+2=-1×(x-π),化简可得x+y-π+2=0.4.(2022·兴义模拟)已知y=f(x)是可导函数,如图,直线y=kx+2是曲线y=f(x)在x=3处的切线,令g(x)=xf(x),g′(x)是g(x)的导函数,则g′(3)等于()A .-1B .0C .2D .4 答案B解析由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13,∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ), ∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3), 又由题图可知f (3)=1, ∴g ′(3)=1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0.5.设曲线f (x )=a e x +b 和曲线g (x )=cos x +c 在它们的公共点M (0,2)处有相同的切线,则b +c -a 的值为() A .0B .πC.-2D .3 答案D解析∵f ′(x )=a e x ,g ′(x )=-sin x , ∴f ′(0)=a ,g ′(0)=0,∴a =0, 又M (0,2)为f (x )与g (x )的公共点, ∴f (0)=b =2,g (0)=1+c =2,解得c =1, ∴b +c -a =2+1-0=3.6.已知点A是函数f(x)=x2-ln x+2图象上的点,点B是直线y=x上的点,则|AB|的最小值为()A. 2 B.2 C.433D.163答案A解析当与直线y=x平行的直线与f(x)的图象相切时,切点到直线y=x的距离为|AB|的最小值.f′(x)=2x-1x=1,解得x=1或x=-12(舍去),又f(1)=3,所以切点C(1,3)到直线y=x的距离即为|AB|的最小值,即|AB|min=|1-3|12+12= 2.7.已知函数f(x)的图象如图,f′(x)是f(x)的导函数,设a=f(3)-f(2),则下列结论正确的是()A.f′(2)<f′(3)<aB.f′(2)<a<f′(3)C.f′(3)<a<f′(2)D.a<f′(3)<f′(2)答案C解析a=f(3)-f(2)=f(3)-f(2)3-2,∴a 表示曲线上两点A (2,f (2)),B (3,f (3))连线的斜率, 由图知,曲线切线的斜率越来越小, ∴f ′(3)<a <f ′(2).8.(2022·固原模拟)设点P 是函数f (x )=2e x -f ′(0)x +f ′(1)图象上的任意一点,点P 处切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是() A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,3π4 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎝⎛⎭⎪⎫3π4,π C.⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π 答案B解析∵f (x )=2e x -f ′(0)x +f ′(1), ∴f ′(x )=2e x -f ′(0),∴f ′(0)=2-f ′(0),f ′(0)=1, ∴f (x )=2e x -x +f ′(1), ∴f ′(x )=2e x -1>-1.∵点P 是曲线上的任意一点,点P 处切线的倾斜角为α, ∴tan α>-1. ∵α∈[0,π),∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,π. 9.已知函数y =f (x )的图象在x =2处的切线方程是y =3x +1,则f (2)+f ′(2)=________. 答案10解析切点坐标为(2,f (2)),∵切点在切线上,∴f (2)=3×2+1=7, 又k =f ′(2)=3,∴f (2)+f ′(2)=10.10.(2022·四川天府名校联考)若曲线f (x )=x cos x 在x =π处的切线与直线ax -y +1=0平行,则实数a =. 答案-1解析因为f (x )=x cos x , 所以f ′(x )=cos x -x sin x ,f ′(π)=cosπ-π·sinπ=-1,因为函数在x =π处的切线与直线ax -y +1=0平行,所以a =f ′(π)=-1. 11.已知函数f (x )=1ax -1+e x cos x ,若f ′(0)=-1,则a =. 答案2解析f ′(x )=-(ax -1)′(ax -1)2+e x cos x -e x sin x =-a (ax -1)2+e x cos x -e xsin x ,∴f ′(0)=-a +1=-1,则a =2.12.已知函数f (x )=x 3-ax 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫23a +1x (a ∈R ),若曲线y =f (x )存在两条垂直于y 轴的切线,则a 的取值范围为. 答案(-∞,-1)∪(3,+∞)解析因为f (x )=x 3-ax 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫23a +1x (a ∈R ),所以f ′(x )=3x 2-2ax +23a +1,因为曲线y =f (x )存在两条垂直于y 轴的切线, 所以关于x 的方程f ′(x )=3x 2-2ax +23a +1=0有两个不等的实根, 则Δ=4a 2-12⎝ ⎛⎭⎪⎫23a +1>0,即a 2-2a -3>0,解得a >3或a <-1,所以a 的取值范围是(-∞,-1)∪(3,+∞).13.已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N *,则f 2023(x )等于()A .-sin x -cos xB .sin x -cos xC .-sin x +cos xD .sin x +cos x答案A解析∵f 1(x )=sin x +cos x ,∴f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x ,f 3(x )=f 2′(x )=-sin x -cos x ,f 4(x )=f 3′(x )=-cos x +sin x ,f 5(x )=f 4′(x )=sin x +cos x ,∴f n (x )的解析式以4为周期重复出现,∵2023=4×505+3,∴f 2023(x )=f 3(x )=-sin x -cos x .14.(2021·新高考全国Ⅰ)若过点(a ,b )可以作曲线y =e x 的两条切线,则()A .e b <aB .e a <bC .0<a <e bD .0<b <e a答案D解析方法一设切点(x 0,y 0),y 0>0,则切线方程为y -b =0e x (x -a ),由⎩⎨⎧ y 0-b =0e x (x 0-a ),y 0=0e x ,得0e x (1-x 0+a )=b ,则由题意知关于x 0的方程0e x (1-x 0+a )=b 有两个不同的解.设f (x )=e x (1-x +a ),则f ′(x )=e x (1-x +a )-e x =-e x (x -a ),由f ′(x )=0得x =a ,所以当x <a 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,当x >a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,所以f (x )max =f (a )=e a (1-a +a )=e a ,当x <a 时,a -x >0,所以f (x )>0,当x →-∞时,f (x )→0,当x →+∞时,f (x )→-∞,函数f (x )=e x (1-x +a )的大致图象如图所示,因为f (x )的图象与直线y =b 有两个交点,所以0<b <e a .方法二(用图估算法)过点(a ,b )可以作曲线y =e x 的两条切线,则点(a ,b )在曲线y =e x 的下方且在x 轴的上方,得0<b <e a .15.(2022·重庆沙坪坝区模拟)若函数f (x )在D 上可导,即f ′(x )存在,且导函数f ′(x )在D 上也可导,则称f (x )在D 上存在二阶导函数,记f ″(x )=[f ′(x )]′.若f ″(x )<0在D 上恒成立,则称f (x )在D 上为凸函数.以下四个函数在⎝⎛⎭⎪⎫0,3π4上是凸函数的是________.(填序号)①f (x )=-x 3+3x +4;②f (x )=ln x +2x ;③f (x )=sin x +cos x ;④f (x )=x e x .答案①②③解析对①,f (x )=-x 3+3x +4, f ′(x )=-3x 2+3,f ″(x )=-6x ,当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,3π4时,f ″(x )<0,故①为凸函数; 对②,f (x )=ln x +2x ,f ′(x )=1x+2, f ″(x )=-1x 2, 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,3π4时,f ″(x )<0,故②为凸函数; 对③,f (x )=sin x +cos x , f ′(x )=cos x -sin x ,f ″(x )=-sin x -cos x =-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,3π4时,f ″(x )<0,故③为凸函数; 对④,f (x )=x e x ,f ′(x )=(x +1)e x , f ″(x )=(x +2)e x ,当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,3π4时,f ″(x )>0,故④不是凸函数. 16.已知f (x )=e x (e 为自然对数的底数),g (x )=ln x +2,直线l 是f (x )与g (x )的公切线,则直线l 的方程为____________________.答案y =e x 或y =x +1解析设直线l 与f (x )=e x 的切点为(x 1,y 1),则y 1=1e x ,f ′(x )=e x ,∴f ′(x 1)=1e x ,∴切点为(x 1,1e x ),切线斜率k =1e x ,∴切线方程为y -1e x =1e x (x -x 1),即y =1e x ·x -x 11e x +1e x , ①同理设直线l 与g (x )=ln x +2的切点为(x 2,y 2),∴y 2=ln x 2+2,g ′(x )=1x, ∴g ′(x 2)=1x 2, 切点为(x 2,ln x 2+2),切线斜率k =1x 2, ∴切线方程为y -(ln x 2+2)=1x 2(x -x 2),即y =1x 2·x +ln x 2+1, ②由题意知,①与②相同,∴⎩⎨⎧ 1e x =1x 2⇒x 2=1e x -,③-x 11e x +1e x =ln x 2+1,④把③代入④有-x 11e x +1e x =-x 1+1, 即(1-x 1)(1e x -1)=0,解得x 1=1或x 1=0,当x 1=1时,切线方程为y =e x ;当x 1=0时,切线方程为y =x +1,综上,直线l 的方程为y =e x 或y =x +1.。

高三数学一轮复习导数知识点

高三数学一轮复习导数知识点

高三数学一轮复习导数知识点在高三数学的学习中,导数是一个非常重要的概念。

导数是微积分的基础,它在计算函数变化率、解析几何、最值问题等方面起着至关重要的作用。

本文将围绕高三数学一轮复习导数知识点展开讨论,帮助同学们更好地理解和掌握这一内容。

一、导数的定义导数描述了一个函数在某一点上的变化率。

对于函数y=f(x),在给定点x=a处,函数的导数可以定义为:f'(a)=lim(x→a) (f(x)-f(a))/(x-a)其中lim代表极限的概念。

简单来说,导数是通过求函数在某点邻近的两点间的斜率的极限值来描述函数在该点上的变化情况。

二、求导法则在高三数学中,导数的求法十分重要。

掌握了合适的求导法则,可以帮助我们更加便捷地求解复杂的导数函数。

下面是一些常见的求导法则:1. 常数法则:若c为常数,则有(d/dx)(c)=0。

2. 幂法则:若y=x^n,则有(d/dx)(x^n)=nx^(n-1),其中n为任意实数。

3. 乘法法则:若y=u(x)v(x),则有(d/dx)(u(x)v(x))=u'(x)v(x)+u(x)v'(x)。

4. 除法法则:若y=u(x)/v(x),则有(d/dx)(u(x)/v(x))=(u'(x)v(x)-u(x)v'(x))/[v(x)]^2。

5. 链式法则:若y=f(g(x)),则有(d/dx)(f(g(x)))=f'(g(x))g'(x)。

6. 指数函数和对数函数的导数:若y=a^x,则有(d/dx)(a^x)=a^xln(a),其中a为常数。

通过掌握这些求导法则,我们可以在计算导数时灵活运用,提高效率。

三、导数的应用导数不仅仅是一个数学概念,同时也具有重要的应用价值。

在实际问题中,导数可以帮助我们求解最值问题、判断函数的增减性、描述函数的曲线形状等。

下面是一些常见的导数应用:1. 最值问题:导数可用于求解函数的最大值和最小值。

高考数学一轮复习导数的概念及其意义、导数的运算

高考数学一轮复习导数的概念及其意义、导数的运算

当 x< 0 时 y=ln(-x),设切点为(x1,ln(-x1)),由 y′=1x,所以 y′|x =x1=x11,所以切线方程为 y-ln(-x1)=x11(x-x1),
又切线过坐标原点,所以-ln(-x1)=x11(-x1),解得 x1=-e,所以切 线方程为 y-1=-1e(x+e),即 y=-1ex.
角度2 求切点坐标或参数的值(范围)
[例2] (1)已知曲线y=aex+xln x在点(1,ae)处的切线方程为y=2x
+b,则
()
A.a=e,b=-1
B.a=e,b=1
C.a=e-1,b=1
D.a=e-1,b=-1
(2)(2022·新高考Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线, 则a的取值范围是______________________________________________.
答案:e2
4.函数 f(x)的导函数为 f′(x),若 f(x)=x2+f′π3sin x,则 f π6=________. 解析:∵f′(x)=2x+f′π3cos x, ∴f′π3=23π+21f′π3,∴f′π3=43π,∴f π6=3π62+23π. 答案:3π62+23π
[一“点”就过] (1)求导之前,应利用代数运算、三角恒等式等对函数进行化简,然 后求导,尽量避免不必要的商的求导,这样可以减少运算量,提高运算速 度,减少差错. (2)①若函数为根式形式,可先化为分数指数幂,再求导. ②复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时可进行换元.
022x2 + 021
1 xln
2,D
正确.
答案:A B D
2.一个质点做直线运动,其位移s(单位:米)与时间t(单位:秒)满足关系 式s=t4+(3t-1)3,则当t=1秒时,该质点的瞬时速度为 ( )

高三一轮复习导数的概念、几何意义及导数的计算 (1)

高三一轮复习导数的概念、几何意义及导数的计算 (1)

第十四课时 导数的概念、几何意义及导数的计算考纲要求:1.导数的概念(A) 2.导数的几何意义(B) 3.导数的运算(B)知识梳理:1.导数的概念(1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x=x 0,即f ′(x 0)=(2)导数的几何意义函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点P (x 0,y 0)处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s (t )对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)·(x -x 0).(3)函数f (x )的导函数称函数f ′(x )=li m Δx →0 f (x +Δx )-f (x )Δx为f (x )的导函数. 2.导数公式及运算法则(1)(2)①[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x );②[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );③⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0). 基础训练:1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)f ′(x 0)与[f (x 0)]′表示的意义相同.( )(2)f ′(x 0)是导函数f ′(x )在x =x 0处的函数值.( )(3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( )(4)⎝⎛⎭⎫sin π3′=cos π3.( ) (5)(3x )′=3x ln 3.( )(6)⎝⎛⎭⎫e x +cos π4′=e x .( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√2.曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程是________.解析:∵y =sin x +e x ,∴y ′=cos x +e x ,∴y ′x =0=cos 0+e 0=2,∴曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程为y -1=2(x -0),即2x -y +1=0.答案:2x -y +1=03.求下列函数的导数:(1)y =x n e x ;(2)y =x 3-1sin x. 答案:(1)y ′=e x (nx n -1+x n ).(2)y ′=3x 2sin x -(x 3-1)cos x sin 2x.[典题1] 求下列函数的导数:(1)y =(1-x )⎝⎛⎭⎫1+1x ; (2)y =ln x x; (3)y =tan x ;(4)y =3x e x -2x +e ;解析: (1)∵y =(1-x )⎝⎛⎭⎫1+1x =1x -x =x -12-x 12, ∴y ′=(x -12)′-(x 12)′=-12x -32-12x -12. (2)y ′=⎝⎛⎭⎫ln x x ′=(ln x )′x -x ′ln x x 2=1x ·x -ln x x 2=1-ln x x 2. (3)y ′=⎝⎛⎭⎫sin x cos x ′=(sin x )′cos x -sin x (cos x )′cos 2x=cos x cos x -sin x (-sin x )cos 2x =1cos 2x. (4)y ′=(3x e x )′-(2x )′+e ′=(3x )′e x +3x (e x )′-(2x )′=3x (ln 3)·e x +3x e x -2x ln 2= (ln 3+1)·(3e)x -2x ln 2.小结:导数的运算方法(1)连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导.(2)分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导.(3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导.(4)根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导.(5)三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导.[典题2](1)已知函数f (x )=ax ln x ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f ′(x )为f (x )的导函数.若f ′(1)=3,则a 的值为________.(2)已知f (x )=12x 2+2xf ′(2 016)+2 016ln x ,则f ′(2 016)=________. 解析:(1)f ′(x )=a ⎝⎛⎭⎫ln x +x ·1x =a (1+ln x ).由于f ′(1)=a (1+ln 1)=a ,又f ′(1)=3,所以a =3.(2)由题意得f ′(x )=x +2f ′(2 016)+2 016x, 所以f ′(2 016)=2 016+2f ′(2 016)+2 0162 016, 即f ′(2 016)=-(2 016+1)=-2 017.答案:(1)3 (2)-2 017注意:在求导过程中,要仔细分析函数解析式的特点,紧扣法则,记准公式,预防运算错误.练习:1.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)=________.解析:∵f (x )=ax 4+bx 2+c ,∴f ′(x )=4ax 3+2bx .又f ′(1)=2,∴4a +2b =2,∴f ′(-1)=-4a -2b =-2.答案:-22.在等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8),则f ′(0)的值为________.解析:因为f ′(x )=x ′·[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]+[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]′·x =(x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8)+[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]′·x ,所以f ′(0)=(0-a 1)(0-a 2)·…·(0-a 8)+0=a 1a 2·…·a 8.因为数列{a n }为等比数列,所以a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=a 1a 8=8,所以f ′(0)=84=212.答案:212导数的几何意义是每年高考的必考内容,考查题型既有填空题,也常出现在解答题的第(1)问中,难度偏小,属中低档题,且主要有以下几个命题角度:角度一:求切线方程[典题3](1)曲线y =e x -ln x 在点(1,e)处的切线方程为________.(2)设曲线y =e x +12ax 在点(0,1)处的切线与直线x +2y -1=0垂直,则实数a =________. (3)已知函数f (x )=x 3-4x 2+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)由于y ′=e -1x,所以y ′x =1=e -1,故曲线y =e x -ln x 在点(1,e)处的切线方程为y -e =(e -1)(x -1),即(e -1)x -y +1=0.(2)∵与直线x +2y -1=0垂直的直线斜率为2,∴f ′(0)=e 0+12a =2,解得a =2. (3)①∵f ′(x )=3x 2-8x +5,∴f ′(2)=1,又f (2)=-2,∴曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y -(-2)=x -2,即x -y -4=0.②设切点坐标为(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∵f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,∴切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)(x -2),又切线过点(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∴x 30-4x 20+5x 0-2=(3x 20-8x 0+5)(x 0-2), 整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0,解得x 0=2或x 0=1,∴经过A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0或y +2=0.答案:(1)(e -1)x -y +1=0 (2)2注意:注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线.曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程是y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.角度二:求切点坐标[典题4] 设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.解析: y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1,设P (m ,n ),y =1x(x >0)的导数为y ′=-1x 2(x >0),曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2=-1m 2(m >0),因为两切线垂直,所以k 1k 2=-1,所以m =1,n =1,则点P 的坐标为(1,1).答案:(1,1)小结:已知斜率k ,求切点A (x 0,f (x 0)),即解方程f ′(x 0)=k .角度三:求参数的值[典题5](1)若曲线f (x )=a cos x 与曲线g (x )=x 2+bx +1在交点(0,m )处有公切线,则a +b =________.(2)已知函数f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.(3)已知曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,则a =________.解析:(1)∵两曲线的交点为(0,m ),∴⎩⎪⎨⎪⎧ m =a ,m =1,即a =1, ∴f (x )=cos x ,∴f ′(x )=-sin x ,则f ′(0)=0,f (0)=1.又g ′(x )=2x +b ,∴g ′(0)=b ,∴b =0,∴a +b =1.(2)∵f ′(x )=3ax 2+1,∴f ′(1)=3a +1.又f (1)=a +2,∴切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1).∵切线过点(2,7),∴7-(a +2)=3a +1,解得a =1.(3)法一:∵y =x +ln x ,∴y ′=1+1x,y ′x =1=2. ∴曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线方程为y -1=2(x -1),即y =2x -1.∵y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,∴a ≠0(当a =0时曲线变为y =2x +1与已知直线平行).由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -1,y =ax 2+(a +2)x +1,消去y ,得ax 2+ax +2=0. 由Δ=a 2-8a =0,解得a =8.法二:同法一得切线方程为y =2x -1.设y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切于点(x 0,ax 20+(a +2)x 0+1).∵y ′=2ax +(a +2),∴y ′x =x 0=2ax 0+(a +2).由⎩⎪⎨⎪⎧ 2ax 0+(a +2)=2,ax 20+(a +2)x 0+1=2x 0-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=-12,a =8.答案:(1)1 (2)1 (3)8小结:(1)根据导数的几何意义求参数的值时,一般是利用切点P (x 0,y 0)既在曲线上又在切线上构造方程组求解.(2)当切线方程中x (或y )的系数含有字母参数时,则切线恒过定点.总结:1.f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,而函数值f (x 0)是一个常数,其导数一定为0,即(f (x 0))′=0.2.对于函数求导,一般要遵循先化简再求导的基本原则.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用,在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误.3.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.注意:1.曲线y =f (x )“在点P (x 0,y 0)处的切线”与“过点P (x 0,y 0)的切线”的区别:前者P (x 0,y 0)为切点,而后者P (x 0,y 0)不一定为切点.2.利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.3.直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.4.曲线未必在其切线的同侧,如曲线y =x 3在其过(0,0)点的切线y =0的两侧.课后作业:1.曲线y =e x 在点A (0,1)处的切线斜率为________.解析:由题意知y ′=e x ,故所求切线斜率k =e x x =0=e 0=1.答案:12.已知函数f (x )=1xcos x ,则f (π)+f ′⎝⎛⎭⎫π2=________. 解析:∵f ′(x )=-1x 2cos x +1x (-sin x ),∴f (π)+f ′⎝⎛⎭⎫π2=-1π+2π·(-1)=-3π. 答案:-3π3.设曲线y =1+cos x sin x在点⎝⎛⎭⎫π2,1处的切线与直线x -ay +1=0平行,则实数a 等于________.解析:∵y ′=-1-cos x sin 2x ,∴y ′x =π2=-1,由条件知1a=-1,∴a =-1. 答案:-14.设直线y =12x +b 是曲线y =ln x (x >0)的一条切线,则实数b 的值为________. 解析:设切点坐标为(x 0,ln x 0),则1x 0=12,即x 0=2,∴切点坐标为(2,ln 2),又切点在直线y =12x +b 上,∴ln 2=1+b ,即b =ln 2-1. 答案:ln 2-15.若点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小值为________.解析:因为定义域为(0,+∞),所以y ′=2x -1x=1,解得x =1,则在P (1,1)处的切线方程为x -y =0,所以两平行线间的距离为d =22= 2. 答案:26.已知函数f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0=________.解析:f ′(x )=ln x +1,由f ′(x 0)=2,即ln x 0+1=2,解得x 0=e.答案:e7.若直线l 与幂函数y =x n 的图象相切于点A (2,8),则直线l 的方程为________. 解析:由题意知,A (2,8)在y =x n 上,∴2n =8,∴n =3,∴y ′=3x 2,直线l 的斜率k =3×22=12,又直线l 过点(2,8).∴y -8=12(x -2),即直线l 的方程为12x -y -16=0.答案:12x -y -16=08.在平面直角坐标系xOy 中,点M 在曲线C :y =x 3-x 上,且在第二象限内,已知曲线C 在点M 处的切线的斜率为2,则点M 的坐标为________.解析:∵y ′=3x 2-1,曲线C 在点M 处的切线的斜率为2,∴3x 2-1=2,x =±1,又∵点M 在第二象限,∴x =-1,∴y =(-1)3-(-1)=0,∴M 点的坐标为(-1,0).答案:(-1,0)9.若曲线f (x )=ax 3+ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________.解析:由题意,可知f ′(x )=3ax 2+1x ,又存在垂直于y 轴的切线,所以3ax 2+1x=0,即a =-13x3(x >0),故a ∈(-∞,0). 答案:(-∞,0)10.已知曲线C :f (x )=x 3-ax +a ,若过曲线C 外一点A (1,0)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为________.解析:设切点坐标为(t ,t 3-at +a ).由题意知,f ′(x )=3x 2-a ,切线的斜率k =3t 2-a ①,所以切线方程为y -(t 3-at +a )=(3t 2-a )(x -t ) ②.将点A (1,0)代入②式得-(t 3-at +a )=(3t 2-a )(1-t ),解得t =0或t =32.分别将t =0和t =32代入①式,得k =-a 和k =274-a ,由题意得它们互为相反数,故a =278. 答案:27811.函数f (x )=e x +x 2+x +1与g (x )的图象关于直线2x -y -3=0对称,P ,Q 分别是函数f (x ),g (x )图象上的动点,则|PQ |的最小值为________.解析:因为f (x )与g (x )的图象关于直线2x -y -3=0对称,所以当f (x )与g (x )在P ,Q 处的切线与2x -y -3=0平行时,|PQ |的长度最小.f ′(x )=e x +2x +1,令e x +2x +1=2,得x =0,此时P (0,2),且P 到2x -y -3=0的距离为5,所以|PQ |min =2 5.答案:2512.已知函数f (x )=x ,g (x )=a ln x ,a ∈R .若曲线y =f (x )与曲线y =g (x )相交,且在交点处有相同的切线,则a =________,切线方程为________.解析:f ′(x )=12x,g ′(x )=a x (x >0), 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x =a ln x ,12x=a x ,解得a =e 2,x =e 2, ∴两条曲线交点的坐标为(e 2,e),切线的斜率为k =f ′(e 2)=12e, ∴切线的方程为y -e =12e (x -e 2),即x -2e y +e 2=0.答案:e 2x -2e y +e 2=013.已知函数f (x )=x 3+x -16.(1)求曲线y =f (x )在点(2,-6)处的切线的方程;(2)直线l 为曲线y =f (x )的切线,且经过原点,求直线l 的方程及切点坐标. 解:(1)可判定点(2,-6)在曲线y =f (x )上.∵f ′(x )=(x 3+x -16)′=3x 2+1,∴f (x )在点(2,-6)处的切线的斜率为k =f ′(2)=13.∴切线的方程为y +6=13(x -2),即y =13x -32.(2)设切点坐标为(x 0,y 0),则直线l 的斜率为f ′(x 0)=3x 20+1,y 0=x 30+x 0-16,∴直线l 的方程为y =(3x 20+1)(x -x 0)+x 30+x 0-16.又∵直线l 过原点(0,0),∴0=(3x 20+1)(-x 0)+x 30+x 0-16,整理得,x 30=-8, ∴x 0=-2,∴y 0=(-2)3+(-2)-16=-26,得切点坐标(-2,-26),k =3×(-2)2+1=13. ∴直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26).14.设函数y =x 2-2x +2的图象为C 1,函数y =-x 2+ax +b 的图象为C 2,已知过C 1与C 2的一个交点的两切线互相垂直,求a +b 的值.解:对于C 1:y =x 2-2x +2,有y ′=2x -2,对于C 2:y =-x 2+ax +b ,有y ′=-2x +a ,设C 1与C 2的一个交点为(x 0,y 0),由题意知过交点(x 0,y 0)的两条切线互相垂直.∴(2x 0-2)·(-2x 0+a )=-1,即4x 20-2(a +2)x 0+2a -1=0,①又点(x 0,y 0)在C 1与C 2上,故有⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 20-2x 0+2,y 0=-x 20+ax 0+b ,⇒2x 20-(a +2)x 0+2-b =0.②由①②消去x 0,可得a +b =52. 15.已知函数f (x )=13x 3-2x 2+3x (x ∈R )的图象为曲线C . (1)求过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围;(2)若在曲线C 上存在两条相互垂直的切线,求其中一条切线与曲线C 的切点的横坐标的取值范围.解:(1)由题意得f ′(x )=x 2-4x +3,则f ′(x )=(x -2)2-1≥-1,即过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围是[-1,+∞).(2)设曲线C 的其中一条切线的斜率为k , 则由(2)中条件并结合(1)中结论可知,⎩⎪⎨⎪⎧ k ≥-1,-1k≥-1, 解得-1≤k <0或k ≥1,故由-1≤x 2-4x +3<0或x 2-4x +3≥1,得x ∈(-∞,2-2]∪(1,3)∪[2+2,+∞).。

2023年新高考数学大一轮复习专题14 导数的概念与运算(原卷版)

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专题14 导数的概念与运算【考点预测】知识点一:导数的概念和几何性质1.概念 函数()f x 在0x x =处瞬时变化率是0000()()limlimx x f x x f x yx x∆→∆→+∆-∆=∆∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0x x y ='.知识点诠释:① 增量x ∆可以是正数,也可以是负,但是不可以等于0.0x ∆→的意义:x ∆与0之间距离要多近有 多近,即|0|x ∆-可以小于给定的任意小的正数;② 当0x ∆→时,y ∆在变化中都趋于0,但它们的比值却趋于一个确定的常数,即存在一个常数与00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆无限接近; ③ 导数的本质就是函数的平均变化率在某点处的极限,即瞬时变化率.如瞬时速度即是位移在这一时 刻的瞬间变化率,即00000()()()limlimx x f x x f x yf x x x∆→∆→+∆-∆'==∆∆. 2.几何意义 函数()y f x =在0x x =处的导数0()f x '的几何意义即为函数()y f x =在点00()P x y ,处的切线的斜率.3.物理意义 函数)(t s s =在点0t 处的导数)(0t s '是物体在0t 时刻的瞬时速度v ,即)(0t s v '=;)(t v v =在点0t 的导数)(0t v '是物体在0t 时刻的瞬时加速度a ,即)(0t v a '=.知识点二:导数的运算 1.求导的基本公式x(1)函数和差求导法则:[()()]()()f x g x f x g x '''±=±; (2)函数积的求导法则:[()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''=+; (3)函数商的求导法则:()0g x ≠,则2()()()()()[]()()f x f xg x f x g x g x g x ''-=. 3.复合函数求导数复合函数[()]y f g x =的导数和函数()y f u =,()u g x =的导数间关系为 x u x y y u '''=: 【方法技巧与总结】 1.在点的切线方程切线方程000()()()y f x f x x x '-=-的计算:函数()y f x =在点00(())A x f x ,处的切线方程为000()()()y f x f x x x '-=-,抓住关键000()()y f x k f x =⎧⎨'=⎩.2.过点的切线方程设切点为00()P x y ,,则斜率0()k f x '=,过切点的切线方程为:000()()y y f x x x '-=-,又因为切线方程过点()A m n ,,所以000()()n y f x m x '-=-然后解出0x 的值.(0x 有几个值,就有几条切线)注意:在做此类题目时要分清题目提供的点在曲线上还是在曲线外.【题型归纳目录】 题型一:导数的定义 题型二:求函数的导数 题型三:导数的几何意义 1.在点P 处切线 2.过点P 的切线 3.公切线4.已知切线求参数问题5.切线的条数问题6.切线平行、垂直、重合问题7.最值问题 【典例例题】题型一:导数的定义例1.(2022·全国·高三专题练习(文))函数()y f x =的图像如图所示,下列不等关系正确的是( )A .0(2)(3)(3)(2)f f f f ''<<<-B .0(2)(3)(2)(3)f f f f ''<<-<C .0(3)(3)(2)(2)f f f f ''<<-<D .0(3)(2)(2)(3)f f f f ''<-<<例2.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(理))设函数()f x 满足000(2)()lim 2x f x x f x x∆→-∆-=∆,则()0f x '=( )A .1-B .1C .2-D .2例3.(2022·新疆昌吉·二模(理))若存在()()00000,,limx f x x y x y f x ∆→+-∆∆,则称()()00000,,limx f x x y xy f x ∆→+-∆∆为二元函数(),=z f x y 在点()00,x y 处对x 的偏导数,记为()00,x f x y ';若存在()()00000,,limy f x y yy f x y ∆→+-∆∆,则称()()00000,,lim y f x y yy f x y ∆→+-∆∆为二元函数(),=z f x y 在点()00,x y 处对y 的偏导数,记为()00,y f x y ',已知二元函数()()23,20,0f x y x xy y x y =-+>>,则下列选项中错误的是( )A .()1,34x f '=-B .()1,310y f '=C .()(),,x y f m n f m n ''+的最小值为13-D .(),f x y 的最小值为427-例4.(2022·贵州黔东南·一模(文))一个质点作直线运动,其位移s (单位:米)与时间t (单位:秒)满足关系式,()2524s t t =+--,则当1t =时,该质点的瞬时速度为( ) A .2-米/秒B .3米/秒C .4米/秒D .5米/秒例5.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()2ln 8f x x x =+,则()()121lim x f x f x∆→+∆-∆的值为( )A .20-B .10-C .10D .20例6.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()()2223ln 9f x f x x x '=-+(()f x '是()f x 的导函数),则()1f =( ) A .209-B .119-C .79D .169例7.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()()32121f x x x f x '=++-,则()2f '=( ) A .1B .9-C .6-D .4【方法技巧与总结】对所给函数式经过添项、拆项等恒等变形与导数定义结构相同,然后根据导数定义直接写出. 题型二:求函数的导数例8.(2022·天津·耀华中学高二期中)求下列各函数的导数: (1)ln(32)y x =-; (2)e xxy =; (3)()2cos f x x x =+例9.(2022·新疆·莎车县第一中学高二期中(理))求下列函数的导数: (1)22ln cos y x x x =++; (2)3e x y x = (3)()ln 31y x =-例10.(2022·广东·北京师范大学珠海分校附属外国语学校高二期中)求下列函数的导数: (1)5y x =; (2)22sin y x x =+; (3)ln xy x=; (4)()211ln 22x y e x -=+.【方法技巧与总结】对所给函数求导,其方法是利用和、差、积、商及复合函数求导法则,直接转化为基本函数求导问题. 题型三:导数的几何意义1.在点P 处切线例11.(2022·河北·模拟预测)曲线e sin x y x =在0x =处的切线斜率为( ) A .0B .1C .2D .2-例12.(2022·安徽·巢湖市第一中学模拟预测(文))曲线22x ay x +=+在点()1,b 处的切线方程为60kx y -+=,则k 的值为( ) A .1-B .23-C .12D .1例13.(2022·海南·文昌中学高三阶段练习)曲线e 2x y x =-在0x =处的切线的倾斜角为α,则sin 2πα⎛⎫+=⎪⎝⎭( )A .BC .1D .-1例14.(2022·安徽·巢湖市第一中学高三期中(理))已知()()2cos 0cos 2f x x f x π⎛⎫=-+ '⎪⎝⎭,则曲线()y f x =在点33,44f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线的斜率为( )A B .C .D .-例15.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且32()23(1)f x x ax f x '=-+-,则函数()f x 的图象在点(2,(2))f --处的切线的斜率为( ) A .21-B .27-C .24-D .25-例16.(2022·广西广西·模拟预测(理))曲线31y x =+在点()1,a -处的切线方程为( ) A .33y x =+B .31yxC .31y x =--D .33y x =--例17.(2022·河南省浚县第一中学模拟预测(理))曲线ln(25)y x x =+在2x =-处的切线方程为( ) A .4x -y +8=0 B .4x +y +8=0 C .3x -y +6=0D .3x +y +6=02.过点P 的切线例18.(2022·四川·广安二中二模(文))函数()2e xf x x =过点()0,0的切线方程为( )A .0y =B .e 0x y +=C .0y =或e 0x y +=D .0y =或e 0x y +=例19.(2022·四川省成都市郫都区第一中学高三阶段练习(文))若过点1(,0)2的直线与函数()e x f x x =的图象相切,则所有可能的切点横坐标之和为( ) A .e 1+B .12-C .1D .12例20.(2022·陕西安康·高三期末(文))曲线2ln 3y x x =+过点1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭的切线方程是( )A .210x y ++=B .210x y -+=C .2410x y ++=D .2410x y -+=例21.(2022·广东茂名·二模)过坐标原点作曲线ln y x =的切线,则切点的纵坐标为( ) A .eB .1CD .1e例22.(2022·山东潍坊·三模)过点()()1,P m m ∈R 有n 条直线与函数()e xf x x =的图像相切,当n 取最大值时,m 的取值范围为( ) A .25e em -<< B .250e m -<< C .10em -<<D .e m <3.公切线例23.(2022·全国·高三专题练习)若函数()ln f x x =与函数2()(0)g x x x a x =++<有公切线,则实数a 的取值范围是( ) A .1ln ,2e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .()1,-+∞C .()1,+∞D .()2,ln +∞例24.(2022·全国·高三专题练习)已知曲线()1:=e x C f x a +和曲线()()22:ln(),C g x x b a a b =++∈R ,若存在斜率为1的直线与1C ,2C 同时相切,则b 的取值范围是( ) A .9,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭B .[)0,+∞C .(],1-∞D .9,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦例25.(2022·江苏·南京外国语学校模拟预测)若两曲线y =x 2-1与y =a ln x -1存在公切线,则正实数a 的取值范围为( ) A .(]0,2eB .(]0,eC .[)2,e +∞D .(],2e e例26.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(理))若直线()111y k x =+-与曲线e x y =相切,直线()211y k x =+-与曲线ln y x =相切,则12k k 的值为( ) A .12B .1C .eD .2e例27.(2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习)已知函数()ln f x a x =,()e xg x b =,若直线()0y kx k =>与函数()f x ,()g x 的图象都相切,则1a b+的最小值为( )A .2B .2eC .2eD 例28.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)若直线:l y kx b =+(1k >)为曲线()1x f x e -=与曲线()ln g x e x =的公切线,则l 的纵截距b =( )A .0B .1C .eD .e -例29.(2022·全国·高三专题练习)若两曲线ln 1y x =-与2y ax =存在公切线,则正实数a 的取值范围是( ) A .(]0,2eB .31e ,2-⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .310,e 2-⎛⎤⎥⎝⎦D .[)2e,+∞例30.(2022·全国·高三专题练习)若仅存在一条直线与函数()ln f x a x =(0a >)和2()g x x =的图象均相切,则实数=a ( )A .eB C .2eD .4.已知切线求参数问题例31.(2022·湖南·模拟预测)已知P 是曲线)2:ln C y x x a x =++上的一动点,曲线C 在P 点处的切线的倾斜角为θ,若32ππθ≤<,则实数a 的取值范围是( )A .)⎡⎣B .)⎡⎣C .(,-∞D .(,-∞例32.(2022·广西·贵港市高级中学三模(理))已知曲线e ln x y ax x =+在点()1,e a 处的切线方程为3y x b =+,则( ) A .e a =,2b =- B .e a =,2b = C .1e a -=,2b =-D .1e a -=,2b =例33.(2022·江苏苏州·模拟预测)已知奇函数()()()()220f x x x ax b a =-+≠在点()(),a f a 处的切线方程为()y f a =,则b =( )A .1-或1B .C .2-或2D .例34.(2022·云南昆明·模拟预测(文))若函数()ln f x x =的图象在4x =处的切线方程为y x b =+,则( )A .3a =,2ln 4b =+B .3a =,2ln 4b =-+C .32a =,1ln 4b =-+ D .32a =,1ln 4b =+ 例35.(2022·河南·方城第一高级中学模拟预测(理))已知直线l 的斜率为2,l 与曲线1C :()1ln y x x =+和圆2C :2260x y x n +-+=均相切,则n =( ) A .-4B .-1C .1D .45.切线的条数问题例36.(2022·全国·高三专题练习)若过点(,)a b 可以作曲线ln y x =的两条切线,则( ) A .ln a b <B .ln b a <C .ln b a <D .ln a b <例37.(2022·河南洛阳·三模(理))若过点()1,P t 可作出曲线3y x =的三条切线,则实数t 的取值范围是( )A .(),1-∞B .()0,∞+C .()0,1D .{}0,1例38.(2022·河南洛阳·三模(文))若过点()1,0P 作曲线3y x =的切线,则这样的切线共有( ) A .0条B .1条C .2条D .3条例39.(2022·河北·高三阶段练习)若过点(1,)P m 可以作三条直线与曲线:e xxC y =相切,则m 的取值范围为( )A .23,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .10,e ⎛⎫⎪⎝⎭C .(,0)-∞D .213,e e ⎛⎫ ⎪⎝⎭例40.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(理))若过点()1,P m -可以作三条直线与曲线C :e x y x =相切,则m 的取值范围是( ) A .23,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .1,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .211,e e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .231,ee ⎛⎫-- ⎪⎝⎭例41.(2022·广东深圳·二模)已知0a >,若过点(,)a b 可以作曲线3y x =的三条切线,则( ) A .0b <B .30b a <<C .3b a >D .()30b b a -=6.切线平行、垂直、重合问题例42.(2022·安徽·合肥一中模拟预测(文))对于三次函数()f x ,若曲线()y f x =在点(0,0)处的切线与曲线()y xf x =在点(1,2)处点的切线重合,则(2)f '=( )A .34-B .14-C .4-D .14例43.(2022·山西太原·二模(理))已知函数()sin cos f x a x b x cx =++图象上存在两条互相垂直的切线,且221a b +=,则a b c ++的最大值为( )A .B .C D 例44.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=x 2+2x 的图象在点A (x 1,f (x 1))与点B (x 2,f (x 2))(x 1<x 2<0)处的切线互相垂直,则x 2-x 1的最小值为( ) A .12 B .1 C .32D .2例45.(2022·全国·高三专题练习)若直线x a =与两曲线e ,ln x y y x ==分别交于,A B 两点,且曲线e x y =在点A 处的切线为m ,曲线ln y x =在点B 处的切线为n ,则下列结论: ①()0,a ∞∃∈+,使得//m n ;②当//m n 时,AB 取得最小值; ③AB 的最小值为2;④AB 最小值小于52. 其中正确的个数是( ) A .1B .2C .3D .4例46.(2022·全国·高三专题练习)已知函数22(0)()1(0)x x a x f x x x ⎧++<⎪=⎨->⎪⎩的图象上存在不同的两点,A B ,使得曲线()y f x =在这两点处的切线重合,则实数a 的取值范围是( )A .1(,)8-∞-B .1(1,)8-C .(1,)+∞D .1(,1)(,)8-∞⋃+∞例47.(2022·全国·高三专题练习(文))若曲线x y e x =+的一条切线l 与直线220210x y +-=垂直,则切线l 的方程为( )A .210x y -+=B .210x y +-=C .210x y --=D .210x y ++=7.最值问题例48.(2022·全国·高三专题练习)若点P 是曲线232ln 2y x x =-上任意一点,则点P 到直线3y x =-的距离的最小值为( ) A.4BCD例49.(2022·山东省淄博第一中学高三开学考试)动直线l 分别与直线21y x =-,曲线23ln 2y x x =-相交于,A B 两点,则AB 的最小值为( )ABC .1 D例50.(2022·江苏·高三专题练习)已知a ,b 为正实数,直线y x a =-与曲线ln()y x b =+相切,则22a b-的取值范围是( ) A .(0,)+∞B .(0,1)C .1(0,)2D .[1,)+∞例51.(2022·全国·高三专题练习)曲线2x y e =上的点到直线240x y --=的最短距离是( ) ABCD .1例52.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知函数2ln ()2xf x x x=-在1x =处的切线为l ,第一象限内的点(,)P a b 在切线l 上,则1111a b +++的最小值为( ) ABCD.34+ 例53.(2022·山东聊城·二模)实数1x ,2x ,1y ,2y 满足:2111ln 0x x y --=,2240x y --=,则()()221212x x y y -+-的最小值为( ) A .0B.C.D .8例54.(2022·河南·许昌高中高三开学考试(理))已知函数21e x y +=的图象与函数()ln 112x y ++=的图象关于某一条直线l 对称,若P ,Q 分别为它们图象上的两个动点,则这两点之间距离的最小值为( )A .22B 24C .)4ln 22+D )4ln 2+例55.(2022·河南·灵宝市第一高级中学模拟预测(文))已知直线y kx b =+是曲线1y =的切线,则222k b b +-的最小值为( )A .12-B .0C .54D .3【方法技巧与总结】函数()y f x =在点0x 处的导数,就是曲线()y f x =在点00(,())P x f x 处的切线的斜率.这里要注意曲线在某点处的切线与曲线经过某点的切线的区别.(1)已知()f x 在点00(,())x f x 处的切线方程为000()()y y f x x x '-=-.(2)若求曲线()y f x =过点(,)a b 的切线方程,应先设切点坐标为00(,())x f x ,由000()()y y f x x x '-=-过点(,)a b ,求得0x 的值,从而求得切线方程.另外,要注意切点既在曲线上又在切线上.【过关测试】 一、单选题1.(2022·河南·高三阶段练习(理))若曲线()ln a xf x x=在点(1,f (1))处的切线方程为1y x =-,则a =( ) A .1B .e2C .2D .e2.(2022·云南曲靖·二模(文))设()'f x 是函数()f x 的导函数,()f x ''是函数()'f x 的导函数,若对任意R ()0,()0x f x f x '''∈><,恒成立,则下列选项正确的是( )A .0(3)(3)(2)(2)f f f f ''<<-<B .0(3)(2)(2)(3)f f f f ''<-<<C .0(3)(2)(3)(2)f f f f ''<<<-D .0(2)(3)(3)(2)f f f f ''<<<-3.(2022·全国·高三专题练习)设()f x 为可导函数,且()()112lim1x f f x x→--=-△△△,则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线斜率为( )A .2B .-1C .1D .12-4.(2022·河南·模拟预测(文))已知3()ln(2)3xf x x x =++,则曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程为( )A .21010ln510x y -+-=B .21010ln510x y ++-=C .1212ln5150x y -+-=D .1212ln5150x y ++-=5.(2022·贵州黔东南·一模(理))一个质点作直线运动,其位移s (单位:米)与时间t (单位:秒)满足关系式23(43)=-s t t ,则当1t =时,该质点的瞬时速度为( ) A .5米/秒 B .8米/秒 C .14米/秒D .16米/秒6.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()ln f x x x =,()()2g x x ax a =+∈R ,若经过点1,0A 存在一条直线l 与()f x 图象和()g x 图象都相切,则=a ( ) A .0B .1-C .3D .1-或37.(2022·湖南·长郡中学高三阶段练习)m 对任意a ∈R ,()0,b ∈+∞恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .2⎛-∞ ⎝⎦C .(-∞D .(],2-∞8.(2022·辽宁沈阳·二模)若直线11y k x b =+与直线()2212y k x b k k =+≠是曲线ln y x =的两条切线,也是曲线e x y =的两条切线,则1212k k b b ++的值为( ) A .e 1- B .0 C .-1D .11e-二、多选题9.(2022·辽宁丹东·模拟预测)若过点()1,a 可以作出曲线()1e xy x =-的切线l ,且l 最多有n 条,*n ∈N ,则( ) A .0a ≤B .当2n =时,a 值唯一C .当1n =时,4ea <-D .na 的值可以取到﹣410.(2022·浙江·高三专题练习)为满足人们对美好生活的向往,环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W 与时间t 的关系为()W f t =,用()()f b f a b a---的大小评价在[,]a b 这段时间内企业污水治理能力的强弱.已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示,则下列结论中正确的有( )A .在[]12,t t 这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强B .在2t 时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强C .在3t 时刻,甲、乙两企业的污水排放都已达标D .甲企业在[]10,t ,[]12,t t ,[]23,t t 这三段时间中,在[]10,t 的污水治理能力最强11.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()xf x e =,则下列结论正确的是( )A .曲线()y f x =的切线斜率可以是1B .曲线()y f x =的切线斜率可以是1-C .过点()0,1且与曲线()y f x =相切的直线有且只有1条D .过点()0,0且与曲线()y f x =相切的直线有且只有2条12.(2022·全国·高三专题练习)过平面内一点P 作曲线ln y x =两条互相垂直的切线1l 、2l ,切点为1P 、2P (1P 、2P 不重合),设直线1l 、2l 分别与y 轴交于点A 、B ,则下列结论正确的是( ) A .1P 、2P 两点的横坐标之积为定值 B .直线12PP 的斜率为定值;C .线段AB 的长度为定值D .三角形ABP 面积的取值范围为(]0,1三、填空题13.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)已知函数()3ln f x x x x =-,则曲线()y f x =在点()()e,e f 处的切线方程为_______.14.(2022·全国·模拟预测(文))若直线l 与曲线2yx 和2249x y +=都相切,则l 的斜率为______. 15.(2022·湖北武汉·模拟预测)已知函数2()(0)e e x x f x f -'=-,则(0)f =__________.16.(2022·全国·赣州市第三中学模拟预测(理))已知()()()222cos 22cos sin f x xf x x x x x '+=++,且0x >,52f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,那么()f π=___________. 四、解答题17.(2022·全国·高三专题练习(文))下列函数的导函数 (1)42356y x x x --=+; (2)2sin cos 22xx x y =+;(3)2log y x x =-; (4)cos x y x=.18.(2022·辽宁·沈阳二中二模)用数学的眼光看世界就能发现很多数学之“美”.现代建筑讲究线条感,曲线之美让人称奇.衡量曲线弯曲程度的重要指标是曲率,曲线的曲率定义如下:若fx 是()f x 的导函数,()f x ''是fx 的导函数,则曲线()y f x =在点()(),x f x 处的曲率()()()3221f x K f x ''='+⎡⎤⎣⎦.(1)若曲线()ln f x xx =+与()g x =()1,1处的曲率分别为1K ,2K ,比较1K ,2K 大小; (2)求正弦曲线()sin h x x =(x ∈R )曲率的平方2K 的最大值.19.(2022·全国·高三专题练习)设函数()()2ln f x ax x a R =--∈. (1)若()f x 在点()()e,e f 处的切线为e 0x y b -+=,求a ,b 的值; (2)求()f x 的单调区间.20.(2022·浙江·高三专题练习)函数()321f x x x x =+-+, 直线l 是()y f x =在()()0,0f 处的切线.(1)确定()f x 的单调性;(2)求直线l 的方程及直线l 与()y f x =的图象的交点.21.(2022·北京东城·三模)已知函数()e x f x =,曲线()y f x =在点(1(1))f --,处的切线方程为y kx b =+.(1)求k ,b 的值;(2)设函数()1ln 1.kx b x g x x x +<⎧=⎨≥⎩,,,,若()g x t =有两个实数根12,x x (12x x <),将21x x -表示为t 的函数,并求21xx -的最小值.22.(2022·贵州贵阳·模拟预测(理))已知a ∈R ,函数()()ln 1f x x a x =+-,()e xg x =.(1)讨论()f x 的单调性;(2)过原点分别作曲线()y f x =和()y g x =的切线1l 和2l ,求证:存在0a >,使得切线1l 和2l 的斜率互为倒数.。

专题四+4.1导数的概念及运算课件——2023届高三数学一轮复习

专题四+4.1导数的概念及运算课件——2023届高三数学一轮复习

1 3
,
0
,C
0,
1 4
,则S△BOC=
1 2
×
1 3
×
1 4
=
1 24
.
综上,△BOC的面积为 4 或 1 .
3 24
考向二 两曲线的公切线问题
1.(2023届贵州遵义新高考协作体入学质量监测,11)若直线y=kx+b是曲线 y=ex+1的切线,也是y=ex+2的切线,则k= ( ) A.ln 2 B.-ln 2 C.2 D.-2 答案 C
4.(2019课标Ⅲ,文7,理5,5分)已知曲线y=aex+xln x在点(1,ae)处的切线方程 为y=2x+b,则 ( )
A.a=e,b=-1 B.a=e,b=1
C.a=e-1,b=1 答案 D
D.a=e-1,b=-1
5.(2021新高考Ⅰ,7,5分)若过点(a,b)可以作曲线y=ex的两条切线,则 ( )
解析 由题意可知y'=2cos x-sin x,则y'|x=π=-2.所以曲线y=2sin x+cos x在点 (π,-1)处的切线方程为y+1=-2(x-π),即2x+y+1-2π=0,故选C.
答案 C
例2 (2016课标Ⅱ,16,5分)若直线y=kx+b是曲线y=ln x+2的切线,也是曲线
y=ln(x+1)的切线,则b=
,即f
'(x0)=
lim
x0
y x
=
. lim
x0
f
( x0
x)
f
(x0 )
x
注意:f '(x)与f '(x0)的区别与联系:f '(x)是一个函数,f '(x0)是函数f '(x)在x0处

导数的概念及其意义 、导数的运算(高三一轮复习)

导数的概念及其意义 、导数的运算(高三一轮复习)


gfxx′=f′xgx[g-xf]2xg′x(g(x)≠0);
[cf(x)]′= 16 cf′(x)

— 8—
数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
— 9—
5.复合函数的定义及其导数
(1)一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通过中间变量u,y可以表示成x 的函数,那么称这个函数为函数y=f(u)与u=g(x)的复合函数,记作y= 17 f(g(x)) .
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数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
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命题点2 导数的几何意义
考向1 求切线方程
例2
(1)(2022·湖南衡阳二模)函数f(x)=xln(-2x),则曲线y=f(x)在x=-
e 2
处的
切线方程为 4x-2y+e=0
.
(2)(2y0=22-·新1e高x 考Ⅱ卷.)曲线y=ln|x|过坐标原点的两条切线的方程为
(2)f1x′=-f[′fxx]2(f(x)≠0). (3)曲线的切线与曲线的公共点的个数不一定只有一个,而直线与二次函数的图 象相切只有一个公共点. (4)函数y=f(x)的导数f′(x)反映了函数f(x)的瞬时变化趋势,其正负号反映了变 化的方向,其大小|f′(x)|反映了变化的快慢,|f′(x)|越大,曲线在这点处的切线越 “陡”.
f(x)=xα(α∈Q且α≠0) f′(x)= 7αxα-1
f(x)=sin x
f′(x)= 8 cos x
f(x)=cos x
f′(x)= 9 -sin x
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数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
f(x)=ax(a>0且a≠1) f′(x)= 10 axln a

年高考第一轮复习数学资料导数的概念与运算

年高考第一轮复习数学资料导数的概念与运算

※第十四章 导数●网络体系总览 ●考点目标位定位要求:(1)了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等),掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.(2)熟记基本求导公式〔C ,x m (m 为有理数),sin x ,cos x ,e x ,a x ,ln x ,log a x 的导数〕,掌握两个函数和、差、积、商的求导法则.了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数.(3)了解可导函数的单调性与其导数的关系,了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号),会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.●复习方略指南深入理解和正确运用极限的概念、法则是本章学习的基础,能对简单的初等函数进行求导是本章学习的重点,能把实际问题转化为求解最大(小)值的数学模型,应用导数知识去解决它是提高分析问题、解决问题能力,学好数学的关键.1.熟练记忆基本求导公式和函数的求导法则,是正确进行导数运算的基础.2.掌握导数运算在判断函数的单调性、求函数的极大(小)值中的应用,尤其要重视导数运算在解决实际问题中的最值问题时所起的作用.导数的概念与运算●知识梳理1.导数的概念:(1)如果当Δx →0时,xy∆∆有极限,我们就说函数y =f (x )在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f ′(x 0),即f ′(x 0)=lim →∆xx y∆∆=0lim →∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00. (2)如果函数f (x )在开区间(a ,b )内每一点都可导,就说f (x )在开区间(a ,b )内可导.这时对于开区间(a ,b )内每一个确定的值x 0,都对应着一个确定的导数f ′(x 0),这样就在开区间(a ,b )内构成一个新的函数,这一新函数叫做f (x )在开区间(a ,b )内的导函数,记作f ′(x ),即f ′(x )= 0lim→∆x xx f x x f ∆-∆+)()(,导函数也简称导数.2.导数的几何意义:函数y =f (x )在点x 0处的导数的几何意义,就是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率.3.几种常见的导数:C ′=0(C 为常数);(x n )′=nx n -1;(sin x )′=cos x ;(cos x )′=-sin x ;(e x )′=e x ; (a x )′=a x ln a ;(ln x )′=x 1;(log a x )′=x1log a e.4.导数的四则运算法则: 设u 、v 是可导函数,则(u ±v )′=u ′±v ′;(uv )′=u ′v +uv ′;(vu)′=2vv u v u '-' (v ≠0). 特别提示f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的实质是“增量之比的极限”,但在计算中取它的应用含义:f ′(x 0)是函数f (x )的导函数f ′(x )当x =x 0时的函数值.●点击双基1.在曲线y =x 2+1的图象上取一点(1,2)及邻近一点(1+Δx ,2+Δy ),则yx ∆∆为 A.Δx +x ∆1+2 B.Δx -x∆1-2 C.Δx +2 +Δx -x∆1解析: y x ∆∆=xx ∆+-+∆+)11(1)1(2=Δx +2.答案:C2.设函数f (x )在x =x 0处可导,则0lim →h hx f h x f )()(00-+A.与x 0,h 都有关B.仅与x 0有关而与h 无关C.仅与h 有关而与x 0无关D.与x 0、h 均无关 答案:B3.设f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=4,则a 的值等于A.319 B.316C.313 D.310 解析:f ′(x )=3ax 2+6x ,f ′(-1)=3a -6=4,所以a =310.答案:D4.函数y =x 2的曲线上点A 处的切线与直线3x -y +1=0的夹角为45°,则点A 的坐标为___________.解析:设点A 的坐标为(x 0,y 0),则y ′|x =x 0=2x |x =x 0=2x 0=k 1,又直线3x -y +1=0的斜率k 2=3. ∴tan45°=1=|1|||1212k k k k ++-=|006123x x +-|.解得x 0=41或x 0=-1.∴y 0=161或y 0=1,即A 点坐标为(41,161)或(-1,1). 答案:(41,161)或(-1,1)●典例剖析【例1】 若f ′(x 0)=2,求0lim →k kx f k x f 2)()(00--.剖析:根据导数的定义.解:f ′(x 0)= 0lim→k kx f k x f ---+)()]([00(这时Δx =-k ).∴0lim →k kx f k x f 2)()(00--=0lim →k [-21·kx f k x f ---)()(00]=-21·0lim →k k x f k x f ---)()(00=-21f ′(x 0)=-1.评述:注意f ′(x 0)= 0lim →∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00中Δx 的形式的变化,在上述变化中可以看到Δx =-k ,k →0⇒-k →0,∴f ′(x 0)= 0lim→k k x f k x f 3)()3(00---,还可以写成f ′(x 0)= 0lim →k kx f k x f 3)()3(00---或f ′(x 0)=∞→k lim [f (x 0+k1)-f (x 0)]等.【例2】 若f (x )在R 上可导,(1)求f (-x )在x =a 处的导数与f (x )在x =-a 处的导数的关系;(2)证明:若f (x )为偶函数,则f ′(x )为奇函数.剖析:(1)需求f (-x )在x =a 处的导数与f (x )在x =-a 处的导数;(2)求f ′(x ),然后判断其奇偶性.(1)解:设f (-x )=g (x ),则g ′(a )= 0lim→∆x x a g x a g ∆-∆+)()(=0lim →∆x xa f x a f ∆--∆--)()( =-0lim →∆-x xa f x a f ∆---∆--)()(=-f ′(-a ).∴f (-x )在x =a 处的导数与f (x )在x =-a 处的导数互为相反数. (2)证明:f ′(-x )= 0lim→∆x xx f x x f ∆--∆+-)()(=0lim→∆x xx f x x f ∆--∆-)()(=-0lim →∆x xx f x x f ∆--∆-)()(=-f ′(x ). ∴f ′(x )为奇函数.评述:用导数的定义求导数时,要注意Δy 中自变量的变化量应与Δx 一致.(2)中若f (x )为奇函数,f ′(x )的奇偶性如何? 【例3】 求下列函数的导数: (1)y =x 2sin x ;(2)y =ln (x +21x +);(3)y =1e 1e -+x x ;(4)y =xx xx sin cos ++.解:(1)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (2)y ′=211x x ++·(x +21x +)′=211x x ++(1+21xx+)=211x+.(3)y ′=2)1e ()1e )(1e ()1e ()1e (-'-+--'+x x x x x=2)1(e e 2--x x . (4)y ′=2)sin ()sin )(cos ()sin ()cos (x x x x x x x x x x +'++-+'+=2)sin ()cos 1)(cos ()sin )(sin 1(x x x x x x x x +++-+- =2)sin (1cos sin sin cos x x x x x x x x +--+--.思考讨论函数f (x )在点x 0处是否可导与是否连续有什么关系?夯实基础1.(2004年全国Ⅱ,文3)曲线y =x 3-3x 2+1在点(1,-1)处的切线方程为 =3x -4 =-3x +2 =-4x +3 =4x -5 解析:y ′=3x 2-6x ,∴y ′|x =1=-3.∴在(1,-1)处的切线方程为y +1=-3(x -1). 答案:B2.(2004年全国Ⅳ,文4)函数y =(x +1)2(x -1)在x =1处的导数等于解析:y ′|x =1=[(x 2+2x +1)(x -1)]′|x =1=[x 3+x 2-x -1]′|x x =1=(3x 2+2x -1)| x =1=4. 答案:D3.(2004年湖北,文3)已知函数f (x )在x =1处的导数为3,则f (x )的解析式可能为(x )=(x -1)2+3(x -1) (x )=2(x -1) (x )=2(x -1)2 (x )=x -1 答案:A4.(2004年重庆,理14)曲线y =2-21x 2与y =41x 3-2在交点处的切线夹角是__________.(以弧度数作答)解析:由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=242232x y x y 得x 3+2x 2-16=0,(x -2)(x 2+4x +8)=0,∴x =2.∴两曲线只有一个交点.∵y ′=(2-21x 2)′=-x ,∴y ′|x =2=-2.又y ′=(43x -2)′=43x 2,∴当x =2时,y ′=3.∴两曲线在交点处的切线斜率分别为-2、3, |3)2(132⨯-+--|=1.∴夹角为4π.答案:4π5.设f (x )在x =1处连续,且f (1)=0,1lim→x 1)(-x x f =2,求f ′(1). 解:∵f (1)=0, 1lim→x 1)(-x x f =2,∴f ′(1)= 0lim →∆x xf x f ∆-∆+)1()1(=1lim →x 1)1()(--x f x f =1lim →x 1)(-x x f =2. 6.设函数y =ax 3+bx 2+cx +d 的图象与y 轴交点为P 点,且曲线在P 点处的切线方程为12x -y -4=0.若函数在x =2处取得极值0,试确定函数的解析式.解:∵y =ax 3+bx 2+cx +d 的图象与y 轴的交点为P ,∴P 的坐标为P (0,d ).又曲线在点P 处的切线方程为y =12x -4,P 点坐标适合方程,从而d =-4.又切线斜率k =12,故在x =0处的导数y ′|x =0=12,而y ′=3ax 2+2bx +c ,y ′|x =0=c,从而 c =12.又函数在x =2处取得极值0,所以 y ′|x =2=0, f (2)=0,即 12a +4b +12=0, 8a +4b +20=0. 解得a =2,b =-9.∴所求函数解析式为y =2x 3-9x 2+12x -4. 培养能力7.已知函数f (x )=e -x (cos x +sin x ),将满足f ′(x )=0的所有正数x 从小到大排成数列{x n }.求证:数列{f (x n )}为等比数列.证明:f ′(x )=-e -x (cos x +sin x )+e -x (-sin x +cos x )=-2e -x sin x , 由f ′(x )=0,即-2e -x sin x =0,解得x =n π,n ∈Z .从而x n =n π(n =1,2,3…),f (x n )=(-1)n e -πn . 所以)()(1n n x f x f +=-e -π.所以数列{f (x n )}是公比q =-e -π的等比数列. 8.已知函数f (x )=ln (e x +a )(a >0).(1)求函数y =f (x )的反函数y =f -1(x )及f (x )的导数f ′(x );(2)假设对任意x ∈[ln (3a ),ln (4a )],不等式|m -f -1(x )|+ln (f ′(x ))<0成立,求实数m 的取值范围.解:(1)由y =f (x )=ln (e x +a ), 得x =ln (e y -a ),所以y =f -1(x )=ln (e x -a )(x >ln a ).f ′(x )=[ln (e x+a )]′=ax x +e e .(2)由|m -f -1(x )|+ln (f ′(x ))<0,得ln (e x -a )-ln (e x +a )+x <m <ln (e x -a )+ln (e x +a )-x .设ϕ(x )=ln (e x -a )-ln (e x +a )+x , ϕ(x )=ln (e x -a )+ln (e x +a )-x ,于是原不等式对于x ∈[ln (3n ),ln (4a )]恒成立.等价于ϕ(x )<m <ϕ(x ).(*)由ϕ′(x )=a x x -e e -ax x+e e +1,ϕ′(x )= a xx -e e +ax x+e e -1,注意到0<e x -a <e x <e x +a . 故有ϕ′(x )>0, ϕ′(x )>0,从而ϕ(x )、ϕ(x )均在[ln (3a ),ln (4a )]上单调递增,因此不等式(*)成立当且仅当ϕ(ln (4a ))<m <ϕ(ln (3a )),即ln (512a )<m <ln (38a ).探究创新 9.利用导数求和:(1)S n =1+2x +3x 2+…+nx n -1(x ≠0,n ∈N *).(2)S n =C 1n +2C 2n +3C 3n +…+n C n n (n ∈N *).解:(1)当x =1时,S n =1+2+3+…+n =2n (n +1),当x ≠1时,∵x +x 2+x 3+…+x n=xx x n --+11,两边对x 求导,得S n =1+2x +3x 2+…+nxn -1=(x x x n --+11)=21)1()1(1x nx x n n n -++-+.(2)∵(1+x )n =1+C 1n x +C 2n x 2+…+C n n x n,两边对x 求导,得n (1+x )n -1=C 1n +2C 2n x +3C 3n x 2+…+n C n n x n -1. 令x =1,得n ·2n -1=C 1n +2C 2n +3C 3n +…+n C n n , 即S n =C 1n +2C 2n +3C 3n +…+n C n n =n ·2n -1. ●思悟小结1.求函数y =f (x )在点x 0处的导数通常有以下两种方法: (1)导数的定义,即求0lim→∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00的值.(2)利用导函数的函数值,即先求函数f (x )在开区间(a ,b )内的导函数f ′(x ),再将x 0(x 0∈(a ,b ))代入导函数f (x ),得函数值f ′(x 0).2.求复合函数的导数的方法步骤:(1)分清复合函数的复合关系,选好中间变量.(2)运用复合函数求导法则求复合函数的导数,注意分清每次是哪个变量对哪个变量求导数.(3)根据基本函数的导数公式及导数的运算法则求出各函数的导数,并把中间变量换成自变量的函数.3.本单元重点体现了极限思想、函数思想及等价转化的思想,在学习过程中应用心体会.●教师下载中心 教学点睛1.在该节教学中要重视对导数的概念、导数的几何意义的理解,注重对导数基本公式的熟练运用.2.可补充导数的另一种定义形式:f ′(x 0)=0lim x x →00)()(x x x f x f --.拓展题例【例题】 讨论函数f (x )=⎩⎨⎧>+≤+)0(1),0(12x x x x 在x =0处的可导性. 解:函数f (x )在x =0处是否可导,即xf x f ∆-∆+)0()0(当Δx →0时的极限是否存在.∵+→∆0lim x xf x f ∆-∆+)0()0(=+→∆0lim x xx ∆-+∆11 =1, =-→∆0lim x xx ∆-+∆11)(2 =0, 又∵+→∆0lim x x f x f ∆-∆+)0()0(≠-→∆0lim x xf x f ∆-∆+)0()0(,∴x f x f ∆-∆+)0()0(当Δx →0时的极限不存在,因此f (x )在x =0处不可导.。

高考数学(导数)第一轮复习

高考数学(导数)第一轮复习

高考数学(导数)第一轮复习资料知识小结一.导数的概念与运算⒈导数的概念:⑴曲线的切线;⑵瞬时速度;⑶导数的概念及其几何意义.○1.设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,当自变量在0x x =处有增量x ∆时,则函数)(x f Y =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比x y ∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限即xy ∆∆无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作0/x x y =,即:x x f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(l i m )(0000/()()000l i m x x x f x f x x --=→ ○2函数)(x f y =的导数)('x f ,就是当0→∆x 时,函数的增量y ∆与自变量的增量x ∆的比xy ∆∆的极限,即 xx f x x f x y x f x x ∆-∆+=∆∆=→∆→∆)()(lim lim )('00. ○3函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义,就是曲线)(x f y =在点))(,(00x f x 处的切线的斜率.⒉常用的导数公式:⑴0'=C (C 为常数); ⑵1)'(-=n n nx x (Q n ∈);⑶x x cos )'(sin =; ⑷x x sin )'(cos -=;⑸*x x x 22sec cos 1)'(tan ==; ⑹*x xx 22csc sin 1)'(cot -==; ⑺x x e e =)'(; ⑻a a a x x ln )'(=; ⑼x x 1)'(ln =; ⑽e xx a a log 1)'(log =.⒊导数的运算法则:⑴两个函数四则运算的导数:①'')'(v u v u ±=±; ②'')'(uv v u uv +=; ③)0(''2'≠-=⎪⎭⎫ ⎝⎛v v uv v u v u . ⑵复合函数的导数:x u x u y y '·''=.二.导数的应用1、函数的单调性(1)如果非常数函数y =)(x f 在某个区间内可导,那么若)('x f ≥0)(x f ⇔为增函数;若)('x f ≤0⇔)(x f 为减函数.(2)若)('x f ≡0则)(x f 为常数函数.2、函数的极值(1)极值定义如果函数)(x f 在点0x 附近有定义,而且对0x 附近的点,都有)(x f <)(0x f 我们就说)(0x f 是函数的一个极大值,记作极大值y =)(0x f ;)(x f 在点0x 附近的点,都有)(x f >)(0x f 我们就说)(0x f 函数的一个极小值,记作极小值y =)(0x f ;极大值与极小值统称为极值。

导数的概念与导数运算考点及题型全归纳

导数的概念与导数运算考点及题型全归纳

第三章 导数及其应用第一节 导数的概念与运算基础知识1.导数的概念一般地,函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率lim →Δ0x ΔyΔx =lim →Δ0x f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=lim→Δ0x ΔyΔx =lim →Δ0x f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx .f ′(x )与f ′(x 0)的区别与联系f ′(x )是一个函数,f ′(x 0)是函数f ′(x )在x 0处的函数值(常数),所以[f ′(x 0)]′=0.2.导数的几何意义函数f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s (t )对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0).曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线是指以P 为切点,斜率为k =f ′(x 0)的切线,是唯一的一条切线.3.函数f (x )的导函数称函数f ′(x )=lim →Δ0xf (x +Δx )-f (x )Δx为f (x )的导函数.4.导数的运算(1)几种常见函数的导数①(C )′=0(C 为常数);②(x n )′=nx n -1(n ∈Q *); ③(sin x )′=cos_x ;④(cos x )′=-sin_x ;⑤(e x )′=e x ; ⑥(a x )′=a x ln_a (a >0,a ≠1);⑦(ln x )′=1x ;⑧(log a x )′=1x ln a(a >0,a ≠1). (2)导数的四则运算法则 ①[u (x )±v (x )]′=u ′(x )±v ′(x ); ②[u (x )v (x )]′=u ′(x )v (x )+u (x )v ′(x );③⎣⎡⎦⎤u (x )v (x )′=u ′(x )v (x )-u (x )v ′(x )[v (x )]2(v (x )≠0).熟记以下结论: (1)⎝⎛⎭⎫1x ′=-1x 2; (2)⎣⎡⎦⎤1f (x )′=-f ′(x )[f (x )]2(f (x )≠0); (3)[af (x )±bg (x )]′=af ′(x )±bg ′(x );(4)奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.考点一 导数的运算[典例] 求下列函数的导数.(1)y =ln x +1x ;(2)y =(2x +1)·e x ; (3)y =1+x 5x 2;(4)y =x -sin x 2cos x2.[解] (1)y ′=⎝⎛⎭⎫ln x +1x ′=(ln x )′+⎝⎛⎭⎫1x ′=1x -1x2. (2)y ′=[(2x +1)·e x ]′=(2x +1)′·e x +(2x +1)·(e x )′=2e x +(2x +1)·e x =(2x +3)·e x .(3)∵1+x 5x2=x 35+x -25,∴y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x 5x 2′=(x 35)′+(x -25)′=35x -25-25x -75.(4)∵y =x -sin x 2cos x 2=x -12sin x ,∴y ′=1-12cos x .[题组训练]1.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=( )A .-eB .-1C .1D .e解析:选B 由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x.所以f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1. 2.求下列函数的导数.(1)y =cos x -sin x ; (2)y =(x +1)(x +2)(x +3); (3)y =ln x x 2+1.解:(1)y ′=(cos x )′-(sin x )′=-sin x -cos x .(2)∵y =(x +1)(x +2)(x +3) =(x 2+3x +2)(x +3) =x 3+6x 2+11x +6, ∴y ′=3x 2+12x +11.(3)y ′=(ln x )′(x 2+1)-ln x (x 2+1)′(x 2+1)2=1x(x 2+1)-2x ·ln x(x 2+1)2=x 2(1-2ln x )+1x (x 2+1)2.考点二 导数的几何意义考法(一) 求曲线的切线方程[典例] (2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax ,若f (x )为奇函数,则曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为( )A .y =-2xB .y =-xC .y =2xD .y =x[解析] ∵f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax ,∴f ′(x )=3x 2+2(a -1)x +a .又∵f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (x )恒成立, 即-x 3+(a -1)x 2-ax =-x 3-(a -1)x 2-ax 恒成立, ∴a =1,∴f ′(x )=3x 2+1,∴f ′(0)=1, ∴曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x . [答案] D[解题技法]若已知曲线y =f (x )过点P (x 0,y 0),求曲线过点P 的切线方程的方法(1)当点P (x 0,y 0)是切点时,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)·(x -x 0). (2)当点P (x 0,y 0)不是切点时,可分以下几步完成: 第一步:设出切点坐标P ′(x 1,f (x 1));第二步:写出过点P ′(x 1,f (x 1))的切线方程y -f (x 1)=f ′(x 1)(x -x 1); 第三步:将点P 的坐标(x 0,y 0)代入切线方程求出x 1;第四步:将x 1的值代入方程y -f (x 1)=f ′(x 1)(x -x 1)可得过点P (x 0,y 0)的切线方程. 考法(二) 求切点坐标[典例] 曲线f (x )=x 3-x +3在点P 处的切线平行于直线y =2x -1,则P 点的坐标为( )A .(1,3)B .(-1,3)C .(1,3)和(-1,3)D .(1,-3)[解析] f ′(x )=3x 2-1,令f ′(x )=2,则3x 2-1=2,解得x =1或x =-1,∴P (1,3)或(-1,3).经检验,点(1,3),(-1,3)均不在直线y =2x -1上,故选C. [答案] C[解题技法] 求切点坐标的思路已知切线方程(或斜率)求切点的一般思路是先求函数的导数,再让导数等于切线的斜率,从而求出切点的横坐标,将横坐标代入函数解析式求出切点的纵坐标.考法(三) 求参数的值(范围)[典例] 函数f (x )=ln x +ax 的图象上存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是________.[解析] 函数f (x )=ln x +ax 的图象上存在与直线2x -y =0平行的切线,即f ′(x )=2在(0,+∞)上有解,而f ′(x )=1x +a ,即1x +a =2在(0,+∞)上有解,a =2-1x 在(0,+∞)上有解,因为x >0,所以2-1x <2,所以a 的取值范围是(-∞,2). [答案] (-∞,2)[解题技法]1.利用导数的几何意义求参数的基本方法利用切点的坐标、切线的斜率、切线的方程等得到关于参数的方程(组)或者参数满足的不等式(组),进而求出参数的值或取值范围.2.求解与导数的几何意义有关问题时应注意的两点(1)注意曲线上横坐标的取值范围; (2)谨记切点既在切线上又在曲线上.[题组训练]1.曲线y =e x 在点A 处的切线与直线x -y +3=0平行,则点A 的坐标为( )A .(-1,e -1) B .(0,1) C .(1,e)D .(0,2)解析:选B ∵y ′=e x ,令e x =1,得x =0.当x =0时,y =1,∴点A 的坐标为(0,1). 2.设曲线y =a (x -1)-ln x 在点(1,0)处的切线方程为y =2x -2,则a =( )A .0B .1C .2D .3解析:选D ∵y =a (x -1)-ln x ,∴y ′=a -1x ,∴y ′|x =1=a -1.又∵曲线在点(1,0)处的切线方程为y =2x -2, ∴a -1=2,解得a =3.3.已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为( )A .x +y -1=0B .x -y -1=0C .x +y +1=0D .x -y +1=0 解析:选B 因为点(0,-1)不在曲线y =f (x )上,所以设切点坐标为(x 0,y 0).又因为f ′(x )=1+ln x ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ y 0=x 0ln x 0,y 0+1=(1+ln x 0)x 0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=1,y 0=0.所以切点坐标为(1,0),所以f ′(1)=1+ln 1=1,所以直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0.[课时跟踪检测]A 级1.设f (x )=x e x 的导函数为f ′(x ),则f ′(1)的值为( )A .eB .e +1C .2eD .e +2解析:选C 由题意知f (x )=x e x ,所以f ′(x )=e x +x e x ,所以f ′(1)=e +e =2e. 2.曲线y =sin x +e x 在x =0处的切线方程是( )A .x -3y +3=0B .x -2y +2=0C .2x -y +1=0D .3x -y +1=0解析:选C ∵y ′=cos x +e x ,∴当x =0时,y ′=2.又∵当x =0时,y =1,∴所求切线方程为y -1=2x ,即2x -y +1=0.3.设f (x )=x (2 019+ln x ),若f ′(x 0)=2 020,则x 0等于( )A .e 2B .1C .ln 2D .e解析:选B f ′(x )=2 019+ln x +1=2 020+ln x ,由f ′(x 0)=2 020,得2 020+ln x 0=2 020,则ln x 0=0,解得x 0=1.4.已知函数f (x )=a ln x +bx 2的图象在点P (1,1)处的切线与直线x -y +1=0垂直,则a 的值为( )A .-1B .1C .3D .-3解析:选D 由已知可得P (1,1)在函数f (x )的图象上,所以f (1)=1,即a ln 1+b ×12=1,解得b =1, 所以f (x )=a ln x +x 2,故f ′(x )=ax+2x .则函数f (x )的图象在点P (1,1)处的切线的斜率k =f ′(1)=a +2, 因为切线与直线x -y +1=0垂直, 所以a +2=-1,即a =-3.5.(2018·合肥第一次教学质量检测)已知直线2x -y +1=0与曲线y =a e x +x 相切(其中e 为自然对数的底数),则实数a 的值是( )A.12 B .1 C .2D .e解析:选B 由题意知y ′=a e x +1,令a e x +1=2,则a >0,x =-ln a ,代入曲线方程得y =1-ln a ,所以切线方程为y -(1-ln a )=2(x +ln a ),即y =2x +ln a +1=2x +1⇒a =1.6.设函数f (x )=x 3+ax 2,若曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程为x +y =0,则点P 的坐标为( )A .(0,0)B .(1,-1)C .(-1,1)D .(1,-1)或(-1,1)解析:选D 因为f ′(x )=3x 2+2ax ,所以f ′(x 0)=3x 20+2ax 0=-1.又因为切点P 的坐标为(x 0,-x 0),所以x 30+ax 20=-x 0.联立两式得⎩⎪⎨⎪⎧ 3x 20+2ax 0=-1,x 30+ax 20=-x 0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,x 0=-1或⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,x 0=1.所以点P 的坐标为(-1,1)或(1,-1).7.已知直线y =-x +1是函数f (x )=-1a ·e x图象的切线,则实数a =________.解析:设切点为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=-1a·e 0x =-1,∴ex =a ,又-1a·e 0x =-x 0+1,∴x 0=2,a =e 2.答案:e 28.(2019·安徽名校联考)已知函数f (x )=2x -ax 的图象在点(-1,f (-1))处的切线斜率是1,则此切线方程是________.解析:因为f ′(x )=-2x 2-a ,所以f ′(-1)=-2-a =1,所以a =-3,所以f (x )=2x +3x ,所以f (-1)=-5,则所求切线的方程为y +5=x +1,即x -y -4=0. 答案:x -y -4=09.设曲线y =1+cos x sin x在点⎝⎛⎭⎫π2,1处的切线与直线x -ay +1=0平行,则实数a =________. 解析:因为y ′=-1-cos xsin 2x ,所以y ′|=2x π=-1,由条件知1a =-1, 所以a =-1. 答案:-110.若点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小距离为________.解析:由y =x 2-ln x ,得y ′=2x -1x(x >0),设点P 0(x 0,y 0)是曲线y =x 2-ln x 上到直线y =x -2的距离最小的点, 则y ′|x =x 0=2x 0-1x 0=1,解得x 0=1或x 0=-12(舍去).∴点P 0的坐标为(1,1).∴所求的最小距离为|1-1-2|2= 2.答案: 211.求下列函数的导数.(1)y =(1-x )⎝⎛⎭⎫1+1x ; (2)y =x ·tan x ; (3)y =cos x ex .解:(1)∵y =(1-x )⎝⎛⎭⎫1+1x =1x-x =x -12-x 12,∴y ′=(x-12)′-(x 12)′=-12x -32-12x -12.(2)y ′=(x ·tan x )′=x ′tan x +x (tan x )′ =tan x +x ·⎝⎛⎭⎫sin x cos x ′=tan x +x ·cos 2x +sin 2x cos 2x =tan x +xcos 2x. (3)y ′=⎝⎛⎭⎫cos x e x ′=(cos x )′e x-cos x (e x)′(e x )2=-sin x +cos xe x .12.已知点M 是曲线y =13x 3-2x 2+3x +1上任意一点,曲线在M 处的切线为l ,求:(1)斜率最小的切线方程; (2)切线l 的倾斜角α的取值范围. 解:(1)∵y ′=x 2-4x +3=(x -2)2-1,∴当x =2时,y ′min =-1,此时y =53,∴斜率最小时的切点为⎝⎛⎭⎫2,53,斜率k =-1, ∴切线方程为3x +3y -11=0. (2)由(1)得k ≥-1,∴tan α≥-1, 又∵α∈[0,π),∴α∈⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 故α的取值范围为⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. B 级1.如图,y =f (x )是可导函数,直线l :y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=( )A .-1B .0C .2D .4解析:选B 由题图可知切线过点(0,2),(3,1),则曲线y =f (x )在x =3处的切线的斜率为-13,即f ′(3)=-13,又因为g (x )=xf (x ),所以g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),g ′(3)=f (3)+3f ′(3),所以g ′(3)=1+3×⎝⎛⎭⎫-13=0. 2.已知曲线f (x )=x 3+ax +14在x =0处的切线与曲线g (x )=-ln x 相切,则a 的值为________.解析:由f (x )=x 3+ax +14,得f ′(x )=3x 2+a ,f ′(0)=a ,f (0)=14,∴曲线y =f (x )在x =0处的切线方程为y -14=ax .设直线y -14=ax 与曲线g (x )=-ln x 相切于点(x 0,-ln x 0),g ′(x )=-1x,∴⎩⎨⎧-ln x 0-14=ax 0, ①a =-1x 0. ②将②代入①得ln x 0=34,∴x 0=e 34,∴a =-1e34=-e-34.答案:-e-343.已知函数f (x )=x 3+(1-a )x 2-a (a +2)x +b (a ,b ∈R ).(1)若函数f (x )的图象过原点,且在原点处的切线斜率为-3,求a ,b 的值; (2)若曲线y =f (x )存在两条垂直于y 轴的切线,求a 的取值范围. 解:f ′(x )=3x 2+2(1-a )x -a (a +2).(1)由题意,得{ f (0)=b =0,f ′(0)=-a (a +2)=-3,解得b =0,a =-3或a =1.(2)因为曲线y =f (x )存在两条垂直于y 轴的切线,所以关于x 的方程f ′(x )=3x 2+2(1-a )x -a (a +2)=0有两个不相等的实数根, 所以Δ=4(1-a )2+12a (a +2)>0, 即4a 2+4a +1>0, 所以a ≠-12.所以a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-∞,-12∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞.。

新高三数学导数知识点归纳

新高三数学导数知识点归纳

新高三数学导数知识点归纳导数是高等数学中的重要概念,是微积分中的基础内容。

在高三数学学习中,导数知识点是必学的内容之一。

本文将对新高三数学导数知识点进行归纳和总结,帮助同学们更好地掌握这一知识。

一、导数的定义导数是函数在某一点上的变化率,用数学符号表示为f'(x),读作"f关于x的导数",也可以读作"f的导数"。

导数的定义如下:若函数f(x)在点x处有极限lim┬(△x→0)⁡〖(f(x+△x)-f(x) )/△x=lim┬(△x→0)⁡(△f(x)/△x=f'(x)〗其中Δf(x)表示函数f(x)在点x处的增量,Δx表示自变量的增量。

二、常用函数的导数1. 常数函数的导数:对于常数函数f(x)=c (c为常数),其导数为0,即f'(x)=0。

2. 幂函数的导数:对于幂函数f(x)=x^n (n为正整数),其导数为f'(x)=n*x^(n-1)。

3. 指数函数的导数:对于指数函数f(x)=a^x (a>0,a≠1),其导数为f'(x)=a^x*lna。

4. 对数函数的导数:对于对数函数f(x)=logₐx (a>0,a≠1),其导数为f'(x)=1/(x*lna)。

5. 三角函数的导数:常见的三角函数(sin、cos、tan等)的导数如下:sinx的导数为cosx;cosx的导数为-sinx;tanx的导数为sec^2x。

三、导数的运算法则1. 基本运算法则:(1)常数的导数为0;(2)导数的线性性,即导数与常数的乘积等于常数乘以导数。

2. 加减法法则:(1)两个函数的和(差)的导数等于两个函数的导数的和(差);(2)即(f(x)±g(x))' = f'(x)±g'(x)。

3. 乘积法则:(1)两个函数的乘积的导数等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数;(2)即(f(x)g(x))' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)。

高三一轮复习:7.导数的概念及运算

高三一轮复习:7.导数的概念及运算

授课主题:导数的概念及运算教学目标1.导数的概念(1)通过对大量实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵.(2)通过函数图象直观地理解导数的几何意义.2.导数的运算(1)能根据导数定义,求函数cy=(c为常数),xy=,xy1=,xy=,2xy=,3xy=的导数.(2)能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,并了解复合函数求导法则,能求简单复合函数的导数.教学内容1.函数的平均变化率:一般地,已知函数()y f x=,x,1x是其定义域内不同的两点,记10x x x∆=-,10y y y∆=-10()()f x f x=-00()()f x x f x=+∆-,则当0x∆≠时,商00()()f x x f x yx x+∆-∆=∆∆称作函数()y f x=在区间00[,]x x x+∆(或00[,]x x x+∆)的平均变化率.注:这里x∆,y∆可为正值,也可为负值.但0x∆≠,y∆可以为0.2.函数的瞬时变化率、函数的导数:设函数()y f x=在x附近有定义,当自变量在x x=附近改变量为x∆时,函数值相应的改变00()()y f x x f x∆=+∆-.如果当x∆趋近于0时,平均变化率00()()f x x f xyx x+∆-∆=∆∆趋近于一个常数l(也就是说平均变化率与某个常数l 的差的绝对值越来越小,可以小于任意小的正数),那么常数l称为函数()f x在点x的瞬时变化率.“当x∆趋近于零时,00()()f x x f xx+∆-∆趋近于常数l”可以用符号“→”记作:“当0x∆→时,00()()f x x f xlx+∆-→∆”,或记作“00()()limxf x x f xlx∆→+∆-=∆”,符号“→”读作“趋近于”.设()f x ,()g x 是可导的,则(()())()()f x g x f x g x '''±=±,即,两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数和(或差). ⑵函数积的求导法则:设()f x ,()g x 是可导的,则[()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''=+,即,两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘上第二个函数,加上第一个函数的乘上第二个函数的导数. 由上述法则即可以得出[()]()Cf x Cf x ''=,即,常数与函数之积的导数,等于常数乘以函数的导数. ⑶函数的商的求导法则:设()f x ,()g x 是可导的,()0g x ≠,则2()()()()()()()f x g x f x f x g x g x g x '''⎡⎤-=⎢⎥⎣⎦. 特别是当()1f x ≡时,有21()()()g x g x g x ''⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦. 7. 复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y ′x =y ′u ·u ′x ,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积.题型一 导数的定义及应用 例1、已知函数f (x )=3x +1,则lim Δx →0f (1-Δx )-f (1)Δx的值为( )A .-13 B.13 C.23 D .0方法点拨:用定义法. 答案 A解析 由导数定义,lim Δx →0f (1-Δx )-f (1)Δx =-lim Δx →0f (1-Δx )-f (1)-Δx=-f ′(1),而f ′(1)=13,故选A.例2、已知f ′(2)=2,f (2)=3,则lim x →2f (x )-3x -2+1的值为( )A .1B .2C .3D .4 方法点拨:用定义法. 答案 C解析 令x -2=Δx ,x =2+Δx ,则原式变为lim Δx →0f (2+Δx )-f (2)Δx+1=f ′(2)+1=3,故选C.方法技巧由定义求导数的方法及解题思路1.导数定义中,x 在x 0处的增量是相对的,可以是Δx ,也可以是2Δx ,解题时要将分子、分母中的增量统一. 2.导数定义lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =f ′(x 0)等价于lim x →x 0f (x )-f (x 0)x -x 0=f ′(x 0).3.求函数y =f (x )在x =x 0处的导数的求解步骤:【冲关针对训练】用导数的定义求函数y =1x在x =1处的导数. 解 记f (x )=1x, 则Δy =f (1+Δx )-f (1)=11+Δx -1=1-1+Δx 1+Δx =(1-1+Δx )(1+1+Δx )1+Δx (1+1+Δx )=-Δx 1+Δx (1+1+Δx ), Δy Δx =-11+Δx (1+1+Δx ), ∴lim Δx →0 ΔyΔx=lim Δx →0-11+Δx (1+1+Δx )=-12.∴y ′|x =1=-12.题型二 导数的计算 例3、求下列函数的导数:(1)y =(3x 3-4x )(2x +1); (2)y =x 2sin x ; (3)f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫π3-2x ; (4)f (x )=e-2xsin2x .方法点拨:用公式法.解 (1)解法一:y =(3x 3-4x )(2x +1)=6x 4+3x 3-8x 2-4x ,∴y ′=24x 3+9x 2-16x -4.解法二:y ′=(3x 3-4x )′·(2x +1)+(3x 3-4x )(2x +1)′=(9x 2-4)(2x +1)+(3x 3-4x )·2=24x 3+9x 2-16x -4. (2)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x .(3)解法一:f ′(x )=-sin ⎝⎛⎭⎫π3-2x ·(-2)=2sin ⎝⎛⎭⎫π3-2x =-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3. 解法二:∵f (x )=cos π3cos2x +sin π3sin2x =12cos2x +32sin2x ,答案 B解析 因为直线y =-x +m 是曲线y =x 2-3ln x 的切线,所以令y ′=2x -3x =-1,得x =1或x =-32(舍),即切点为(1,1),又切点(1,1)在直线y =-x +m 上,所以m =2,故选B. 2.已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程; (2)求曲线过点P (2,4)的切线方程; (3)求斜率为1的曲线的切线方程. 解 (1)∵y ′=x 2, ∴k =y ′|x =2=4,∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为4x -y -4=0.(2)设曲线与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎫x 0,13x 30+43,则k =y ′|x =x 0=x 20. ∴切线方程为y =x 20x -23x 30+43. 又∵P (2,4)在切线上,所以4=2x 20-23x 30+43,即x 30-3x 20+4=0.x 30+x 20-4x 20+4=0,(x 0+1)(x 0-2)2=0, ∴x 0=-1,x 0=2.故所求切线为4x -y -4=0或x -y +2=0. (3)设切点为(x 0,y 0),则k =x 20=1, ∴x 0=±1,故切点为⎝⎛⎭⎫1,53,(-1,1), ∴所求切线方程为3x -3y +2=0和x -y +2=0. 题型四 导数的几何意义的应用例7、(2017·资阳期末)若对∀x ∈[0,+∞),不等式2ax ≤e x -1恒成立,则实数a 的最大值是( )A.12B.14 C .1 D .2 方法点拨:数形结合法. 答案 A解析 对∀x ∈[0,+∞),不等式2ax ≤e x -1恒成立, 设y =2ax ,y =e x -1,其中x ≥0;在同一坐标系中画出函数y =2ax 和y =e x -1的图象如图所示,则y ′=e x ,令x =0,得k =e 0=1, ∴曲线y =e x -1过点O (0,0)的切线斜率为k =1;根据题意得2a ≤1,解得a ≤12,∴a 的最大值为12.故选A.例8、已知函数f (x )=x 3+x 2,数列{x n }(x n >0)的各项满足:曲线y =f (x )在(x n +1,f (x n +1))处的切线与经过(0,0)和(x n ,f (x n ))两点的直线平行.求证:当n ∈N *时,x 2n +x n =3x 2n +1+2x n +1.方法点拨:导数法.证明 y =f (x )在(x n +1,f (x n +1))处的切线斜率为f ′(x n +1)=3x 2n +1+2x n +1,经过(0,0),(x n ,f (x n ))的直线斜率为f (x n )-0x n=x 3n +x 2nx n=x 2n +x n . ∴x 2n +x n =3x 2n +1+2x n +1.方法技巧此类问题注意导数与切线斜率的对应关系k =f ′(x 0),同时应用数形结合思想. 【冲关针对训练】1.P 为曲线y =ln x 上的一动点,Q 为直线y =x +1上的一动点,则|PQ |最小值=( )A .0 B.22C. 2 D .2 答案 C解析 直线与y =ln x 相切且与y =x +1平行时,切点P 到直线y =x +1的距离|PQ |最小,(ln x )′=1x ,令1x =1得x=1,故P (1,0),所以|PQ |min =22= 2.故选C. 2.如图,修建一条公路需要一段环湖弯曲路段与两条直道平滑连接(相切).已知环湖弯曲路段为某三次函数图象的一部分,则该函数的解析式为( )A .y =12x 3-12x 2-xB .y =12x 3+12x 2-3xC .y =14x 3-xD .y =14x 3+12x 2-2x答案 A解析 由题意可知,该三次函数满足以下条件:过点(0,0),(2,0),在(0,0)处的切线方程为y =-x ,在(2,0)处的切线方程为y =3x -6.以此对选项进行检验.A 选项,y =12x 3-12x 2-x ,显然过两个定点,又y ′=32x 2-x -1,则y ′|x =0=-1,y ′|x =2=3,故条件都满足,故选A.1.(2016·山东高考)若函数y =f (x )的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y =f (x )具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( )A .y =sin xB .y =ln xC .y =e xD .y =x 3 答案 A解析 设函数y =f (x )图象上的两点分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),且x 1≠x 2,则由题意知只需函数y =f (x )满足f ′(x 1)·f ′(x 2)=-1即可.y =f (x )=sin x 的导函数为f ′(x )=cos x ,则f ′(0)·f ′(π)=-1,故函数y =sin x 具有T 性质;y =f (x )=ln x 的导函数为f ′(x )=1x ,则f ′(x 1)·f ′(x 2)=1x 1x 2>0,故函数y =ln x 不具有T 性质;y =f (x )=e x 的导函数为f ′(x )=e x ,则f ′(x 1)·f ′(x 2)=e x 1+x 2>0,故函数y =e x 不具有T 性质;y =f (x )=x 3的导函数为f ′(x )=3x 2,则f ′(x 1)·f ′(x 2)=9x 21x 22≥0,故函数y =x 3不具有T 性质.故选A.2.(2018·济南模拟)已知函数f (x )=2f (2-x )-x 2+5x -5,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为( )A .y =xB .y =-2x +3C .y =-3x +4D .y =x -2答案 A解析 ∵f (x )=2f (2-x )-x 2+5x -5, ∴f ′(x )=-2f ′(2-x )-2x +5.令x =1,则f (1)=2f (1)-1+5-5,∴f (1)=1. f ′(1)=-2f ′(1)-2+5,∴f ′(1)=1. ∴切线方程为y =x .故选A.3.(2016·全国卷Ⅱ)若直线y =kx +b 是曲线y =ln x +2的切线,也是曲线y =ln (x +1)的切线,则b =________.答案 1-ln 2解析 直线y =kx +b 与曲线y =ln x +2,y =ln (x +1)均相切,设切点分别为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由y =ln x +2得y ′=1x ,由y =ln (x +1)得y ′=1x +1,∴k =1x 1=1x 2+1,∴x 1=1k ,x 2=1k -1,∴y 1=-ln k +2,y 2=-ln k .即A ⎝⎛⎭⎫1k ,-ln k +2,B ⎝⎛⎭⎫1k -1,-ln k , ∵A 、B 在直线y =kx +b 上,∴⎩⎨⎧2-ln k =k ·1k+b ,-ln k =k ·⎝⎛⎭⎫1k -1+b ⇒⎩⎪⎨⎪⎧b =1-ln 2,k =2. 4.(2014·江西高考)若曲线y =e -x 上点P 处的切线平行于直线2x +y +1=0,则点P 的坐标是________.答案 (-ln 2,2) 解析一、选择题1.曲线y =lg x 在x =1处的切线的斜率是( )A.1ln 10 B .ln 10 C .ln e D.1ln e 答案 A 解析 因为y ′=1x ·ln 10,所以y ′|x =1=1ln 10,即切线的斜率为1ln 10.故选A. 2.(2017·潼南县校级模拟)如图,是函数y =f (x )的导函数f ′(x )的图象,则下面判断正确的是( )A .在区间(-2,1)上f (x )是增函数B .在(1,3)上f (x )是减函数C .在(4,5)上f (x )是增函数D .当x =4时,f (x )取极大值 答案 C解析 由于f ′(x )≥0⇒函数f (x )单调递增;f ′(x )≤0⇒函数f (x )单调递减,观察f ′(x )的图象可知, 当x ∈(-2,1)时,函数先递减,后递增,故A 错误; 当x ∈(1,3)时,函数先增后减,故B 错误; 当x ∈(4,5)时函数递增,故C 正确;由函数的图象可知函数在4处取得函数的极小值,故D 错误.故选C.3.(2018·上城区模拟)函数f (x )的导函数f ′(x )的图象如图所示,则f (x )的函数图象可能是( )答案 B解析 由图可得-1<f ′(x )<1,切线的斜率k ∈(-1,1)且在R 上切线的斜率的变化先慢后快又变慢. ∴结合选项可知选项B 符合.4.(2018·昆明调研)若曲线f (x )=a cos x 与曲线g (x )=x 2+bx +1在交点(0,m )处有公切线,则a +b =( )A .-1B .0C .1D .2 答案 C解析 依题意得f ′(x )=-a sin x ,g ′(x )=2x +b ,于是有f ′(0)=g ′(0),即-a sin0=2×0+b ,则b =0,又m =f (0)=g (0),即m =a =1,因此a +b =1,选C.5.(2018·山东烟台期末)若点P 是函数y =e x -e -x -3x ⎝⎛⎭⎫-12≤x ≤12图象上任意一点,且在点P 处切线的倾斜角为α,则α的最小值是( )A.5π6B.3π4C.π4D.π6 答案 B解析 由导数的几何意义,k =y ′=e x +e -x -3≥2e x ·e -x -3=-1,当且仅当x =0时等号成立.即tan α≥-1,α∈[0,π),又∵tan α<0,所以α的最小值为3π4,故选B.6.(2017·山西名校联考)若函数f (x )的导函数的图象关于y 轴对称,则f (x )的解析式可能为( )A .f (x )=3cos xB .f (x )=x 3+x 2C .f (x )=1+sin2xD .f (x )=e x +x答案 C解析 A 选项中,f ′(x )=-3sin x ,其图象不关于y 轴对称,排除A ;B 选项中,f ′(x )=3x 2+2x ,其图象的对称轴为x =-13,排除B ;C 选项中,f ′(x )=2cos2x ,其图象关于y 轴对称;D 选项中,f ′(x )=e x +1,其图象不关于y 轴对称.故选C.7.(2018·河南郑州质检二)已知y =f (x )是可导函数,如图,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=( )A .-1B .0C .2D .4 答案 B解析 由题图可知曲线y =f (x )在x =3处的切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,所以g ′(3)=1+3×⎝⎛⎭⎫-13=0.故选B. 8.(2017·辽宁五校联考)已知f (x )=x 3-2x 2+x +6,则f (x )在点P (-1,2)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积等于( )A .4B .5 C.254 D.132答案 C解析 ∵f (x )=x 3-2x 2+x +6,∴f ′(x )=3x 2-4x +1,∴f ′(-1)=8,切线方程为y -2=8(x +1),即8x -y +10=0,令x =0,得y =10,令y =0,得x =-54,∴所求面积S =12×54×10=254.故选C.9.(2017·青山区月考)函数y =f (x )的图象过原点且它的导函数y =f ′(x )的图象是如图所示的一条直线,y =f (x )的图象的顶点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 答案 C解析 由导函数的图象和y =f (x )的图象过原点,设f (x )=ax 2+bx ,所以f ′(x )=2ax +b , 由图得a >0,b >0,则-b2a <0,4ac -b 24a =-b 24a <0,则函数f (x )=ax 2+bx图象的顶点⎝⎛⎭⎫-b 2a ,-b 24a 在第三象限,故选C.10.若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,则a 的值是( )A .1 B.164 C .1或164 D .1或-164答案 C∴f ′(x )=x 2-3x +2,易求得f ′(3)=2,f (3)=132.∴f (x )的图象在点(3,f (3))处的切线方程是y -132= 2(x -3),即4x -2y +1=0.(2)令f (x )=2x +m ,即13x 3-32x 2+2x +5=2x +m , 得13x 3-32x 2+5=m ,设g (x )=13x 3-32x 2+5, ∵曲线y =f (x )与直线y =2x +m 有三个不同的交点, ∴曲线y =g (x )与直线y =m 有三个不同的交点, 易得g ′(x )=x 2-3x ,令g ′(x )=0,解得x =0或x =3, 当x <0或x >3时,g ′(x )>0, 当0<x <3时,g ′(x )<0,∴g (x )在(-∞,0),(3,+∞)上单调递增,在(0,3)上单调递减, 又g (0)=5,g (3)=12,即g (x )极大值=5,g (x )极小值=12,∴可画出如图所示的函数g (x ) 的大致图象, ∴实数m 的取值范围为⎝⎛⎭⎫12,5.1.设f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0的值为( )A .e 2B .e C.ln 22 D .ln 2答案 B解析 由f (x )=x ln x 得f ′(x )=ln x +1.根据题意知ln x 0+1=2,所以ln x 0=1,因此x 0=e. 2.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)等于( )A .-1B .-2C .2D .0 答案 B解析 f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数且f ′(1)=2,∴f ′(-1)=-2.3.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为( )A .4x -y -3=0B .x +4y -5=0C .4x -y +3=0D .x +4y +3=0答案 A解析 ∵f (x )=x 2+bx +c =⎝⎛⎭⎫x +b 22-b24+c , 由f (x )的图象的顶点在第四象限得-b2>0,∴b <0.又f ′(x )=2x +b ,斜率为正,纵截距为负,故选A.8.已知曲线C :f (x )=x 3-ax +a ,若过曲线C 外一点A (1,0)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为________. 答案278解析 设切点坐标为(t ,t 3-at +a ). 由题意知,f ′(x )=3x 2-a , 切线的斜率为k =y ′|x =t =3t 2-a ,① 所以切线方程为y -(t 3-at +a )=(3t 2-a )(x -t ).②将点(1,0)代入②式得,-(t 3-at +a )=(3t 2-a )(1-t ),解之得,t =0或t =32.分别将t =0和t =32代入①式,得k =-a 和k =274-a ,由题意得它们互为相反数得a =278.9.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=3x 2+2x ·f ′(2),则f ′(5)=________.答案 6解析 对f (x )=3x 2+2xf ′(2)求导,得f ′(x )=6x +2f ′(2).令x =2,得f ′(2)=-12. 再令x =5,得f ′(5)=6×5+2f ′(2)=6.10.已知函数y =f (x )及其导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则曲线y =f (x )在点P 处的切线方程是__________.答案 x -y -2=0解析 根据导数的几何意义及图象可知,曲线y =f (x )在点P 处的 切线的斜率k =f ′(2)=1,又过点P (2,0), 所以切线方程为x -y -2=0.11.若函数f (x )=12x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________.答案 [2,+∞)解析 ∵f (x )=12x 2-ax +ln x ,∴f ′(x )=x -a +1x.∵f (x )存在垂直于y 轴的切线,∴f ′(x )存在零点,x +1x -a =0,∴a =x +1x ≥2.12.求下列函数的导数.(1)y =x n lg x ; (2)y =1x +2x 2+1x 3;(3)y =sin x xn ;(4)y =log a sin x (a >0且a ≠1).解 (1)y ′=nx n -1lg x +x n ·1x ln 10=x n -1(n lg x +1ln 10).(2)y ′=(1x )′+(2x 2)′+(1x 3)′=(x -1)′+(2x -2)′+(x -3)′=-x -2-4x -3-3x -4=-1x 2-4x 3-3x 4.(3)y ′=(sin xxn )′=x n sin x ′-x n ′sin x x 2n =x n cos x -nx n -1sin x x 2n =x cos x -n sin xx n +1. (4)令y =log a u ,u =sin x ,y ′=1u log a e·cos x =1tan x ·log a e =log a etan x .13.已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程; (2)求曲线过点P (2,4)的切线方程.解 (1)∵P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2,∴在点P (2,4)处的切线的斜率为y ′|x =2=4.∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率为y ′|x =x 0=x 20. ∴切线方程为y -⎝⎛⎭⎫13x 30+43=x 20(x -x 0),即y =x 20·x -23x 30+43. ∵点P (2,4)在切线上,∴4=2x 20-23x 30+43, 即x 30-3x 20+4=0,∴x 30+x 20-4x 20+4=0, ∴x 20(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0, ∴(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2, 故所求的切线方程为x -y +2=0或4x -y -4=0.14.设函数f (x )=ax -bx,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;。

高中数学一轮复习考点专题训练:专题12 导数的概念及其运算(解析版)

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高考数学一轮考点扫描专题12 导数概念及其运算一、【知识精讲】1.函数y =f (x )在x =x 0处的导数(1)定义:称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率0lim x ∆→f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=lim x ∆→Δy Δx 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=0lim x ∆→ Δy Δx =0lim x ∆→f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx.(2)几何意义:函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). 2.函数y =f (x )的导函数如果函数y =f (x )在开区间(a ,b )内的每一点处都有导数,其导数值在(a ,b )内构成一个新函数,函数f ′(x )=0lim x ∆→f (x +Δx )-f (x )Δx称为函数y =f (x )在开区间内的导函数.3.基本初等函数的导数公式4.导数的运算法则若f ′(x ),g ′(x )存在,则有: (1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );(3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0).5.复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′. [微点提醒]1.f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,且(f (x 0))′=0.2.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1f (x )′=-f ′(x )[f (x )]2.3.曲线的切线与曲线的公共点的个数不一定只有一个,而直线与二次曲线相切只有一个公共点.4.函数y =f (x )的导数f ′(x )反映了函数f (x )的瞬时变化趋势,其正负号反映了变化的方向,其大小|f ′(x )|反映了变化的快慢,|f ′(x )|越大,曲线在这点处的切线越“陡”. 二、【典例精练】 考点一 导数的运算角度1 根据求导法则求函数的导数 例1. 分别求下列函数的导数: (1)y =e xln x ;(2)y =x ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(3)f (x )=ln 1+2x .【解析】 (1)y ′=(e x)′ln x +e x(ln x )′=e xln x +e xx=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +1x .(2)因为y =x 3+1+1x 2,所以y ′=3x 2-2x3.(3)因为y =ln 1+2x =12ln ()1+2x ,所以y ′=12·11+2x ·(1+2x )′=11+2x .角度2 抽象函数的导数计算例2. (2019·福州联考)已知函数f (x )的导函数是f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln 1x,则f (1)=( )A.-eB.2C.-2D.e【答案】B【解析】 由已知得f ′(x )=2f ′(1)-1x,令x =1得f ′(1)=2f ′(1)-1,解得f ′(1)=1,则f (1)=2f ′(1)=2.【解法小结】 1.求函数的导数要准确地把函数分割成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.2.复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.3.抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解. 考点二 导数的几何意义 角度1 求切线方程例3. (2018·全国Ⅰ卷)设函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax .若f (x )为奇函数,则曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为( ) A.y =-2x B.y =-x C.y =2xD.y =x【答案】D【解析】 因为函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax 为奇函数,所以a -1=0,则a =1,所以f (x )=x 3+x ,所以f ′(x )=3x 2+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x .角度2 求切点坐标例4.)设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.【答案】(1,1)【解析】∵函数y =e x 的导函数为y ′=e x, ∴曲线y =e x在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1.设P (x 0,y 0)(x 0>0),∵函数y =1x 的导函数为y ′=-1x 2,∴曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线的斜率k 2=-1x 20,由题意知k 1k 2=-1,即1·⎝⎛⎭⎪⎫-1x20=-1,解得x 20=1,又x 0>0,∴x 0=1.又∵点P 在曲线y =1x(x >0)上,∴y 0=1,故点P 的坐标为(1,1).角度3 求参数的值或取值范围例5. (2018·全国Ⅱ卷)曲线y =2ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为________________. 【答案】y =2x . 【解析】由题意得y ′=2x +1.在点(0,0)处切线斜率k =y ′|x =0=2.∴曲线y =2ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为y -0=2(x -0),即y =2x .例6.(2016山东高考)若函数()y f x =的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称()y f x =具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( )(A )sin y x = (B )ln y x =(C )e x y =(D )3y x =【答案】A【解析】由函数的图象在两点处的切线互相垂直可知,存在两点处的切线斜率的积,即导函数值的乘积为负一.当sin y x =时,cos y x '=,有cos0cos 1π⋅=-,所以在函数sin y x =图象存在两点0,x x π==使条件成立,故A 正确;函数3ln ,,x y x y e y x ===的导数值均非负,不符合题意,故选A【解法小结】 1.求切线方程时,注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线,曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程是y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.2.处理与切线有关的参数问题,通常根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程并解出参数:①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上. 【思维升华】]1.对于函数求导,一般要遵循先化简再求导的基本原则.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用,在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误.对于复合函数求导,关键在于分清复合关系,适当选取中间变量,然后“由外及内”逐层求导.2.求曲线的切线方程要注意分清已知点是否是切点.若已知点是切点,则可通过点斜式直接写方程,若已知点不是切点,则需设出切点.3.处理与切线有关的参数问题时,一般利用曲线、切线、切点的三个关系列方程求解. 【易错注意点】1.求导常见易错点:①公式(x n)′=nx n -1与(a x )′=a xln a 相互混淆;②公式中“+”“-”号记混,如出现如下错误:⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )[g (x )]2,(cosx )′=sin x ;③复合函数求导分不清内、外层函数.2.求切线方程时,把“过点切线”问题误认为“在点切线”问题. 三、【名校新题】1.(2018·日照质检)已知f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0等于( ) A.e 2B.eC.ln 22D.ln 2【答案】B【解析】 f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +1,由f ′(x 0)=2,即ln x 0+1=2,解得x 0=e. 2. (2019·郑州月考)已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( )A.3B.2C.1D.12【答案】A【解析】设切点的横坐标为x 0(x 0>0), ∵曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,∴y ′=x 2-3x ,即x 02-3x 0=12,解得x 0=3或x 0=-2(舍去,不符合题意),即切点的横坐标为3.3.(2019开封市高三定位考试)曲线y= 在x=1处的切线与坐标轴所围成的三角形面积是( ) A.B. C. D.【答案】A【解析】由y= ,得 曲线y= 在x=1处的切线斜率k=e,所以曲线y= 在x=1处的切线方程是y-(e+1)=e(x-1),令x=0,则y=1,令y=0,得x=,所以所求围成的三角形面积为.故选A4.(2019·合肥一模)函数f (x )=x -g (x )的图象在点x =2处的切线方程是y =-x -1,则g (2)+g ′(2)=( ) A.7 B.4 C.0 D.-4【答案】A【解析】 ∵f (x )=x -g (x ),∴f ′(x )=1-g ′(x ),又由题意知f (2)=-3,f ′(2)=-1,∴g (2)+g ′(2)=2-f (2)+1-f ′(2)=7.5.已知e 为自然对数的底数,曲线y =a e x+x 在点(1,a e +1)处的切线与直线2e x -y -1=0平行,则实数a =( )A.e -1eB.2e -1eC.e -12eD.2e -12e【答案】B【解析】 ∵y ′=a e x+1,∴在点(1,a e +1)处的切线的斜率为y ′|x =1=a e +1,又切线与直线2e x -y -1=0平行,∴a e +1=2e ,解得a =2e -1e.6.(2019福建五校第二次联考)已知函数 ,若 ,则实数m 的取值范围是( )A. B. C. D. , 【答案】B【解析】令 ,则 ,所以函数 在原点处的切线方程为y=3x,故函数 的图像在原点处的切线方程为y=3x ,作出 的图像以及切线y=3x ,再让y= 绕原点旋转,则可得 解得 故选B7.(2019·广州调研)已知直线y =kx -2与曲线y =x ln x 相切,则实数k 的值为( ) A.ln 2 B.1 C.1-ln 2D.1+ln 2【答案】D【解析】 由y =x ln x 得y ′=ln x +1,设切点为(x 0,y 0),则k =ln x 0+1,∵切点(x 0,y 0)(x 0>0)既在曲线y =x ln x 上又在直线y =kx -2上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0-2,y 0=x 0ln x 0,∴kx 0-2=x 0ln x 0,∴k =ln x 0+2x 0,则ln x 0+2x 0=ln x 0+1,∴x 0=2,∴k =ln 2+1.8.(2018·深圳二模)设函数f (x )=x +1x+b ,若曲线y =f (x )在点(a ,f (a ))处的切线经过坐标原点,则ab=( ) A.1 B.0C.-1D.-2【答案】D【解析】 由题意可得,f (a )=a +1a +b ,f ′(x )=1-1x 2,所以f ′(a )=1-1a 2,故切线方程是y -a -1a-b=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1a 2(x -a ),将(0,0)代入得-a -1a-b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1a2(-a ),故b =-2a,故ab =-2.9.(2019荆州市八校联考).已知函数2()ln (1)1h x a x a x =+-+(0)a < ,在函数()h x 图象上任取两点,A B ,若直线AB 的斜率的绝对值都不小于5,则实数a 的取值范围是()A .(,0)-∞B.⎛-∞ ⎝⎦C.,⎛-∞ ⎝⎦D.⎫⎪⎪⎝⎭【答案】B【解析】22(1)()0a x ah x x-+'=<,()h x 在()0,+∞单调递减, 12112212()()(,),(,)5h x h x A x y B x y x x --,≥ 设1211220,()5()5x x h x x h x x >>++则≤设()()5,f x h x x =+则()f x 在(0,)+∞上单调递减则22(1)5()0a x x af x x-++'=≤对(0,)x ∈+∞恒成立 则22(1)50a x x a -++≤对(0,)x ∈+∞恒成立 则20,88250a a ∆--即≤≥解之得24a -≤或24a +≥ 又0a <,所以24a -≤ 10.(2019济南市三模)已知函数2()||2x f x ax b x -=--+,若对任意的实数a b ,,总存在0[12]x ,∈-,使得0()f x m …成立,则实数m 的取值范围是 .【答案】【解析】记()[12]y f x x ,,=∈-的最大值为()M a b ,,则由题意知,()m M a b a b R ,对,恒成立∀∈…. 所以 min ()m M a b ,…. 借助纵向距离法(切比雪夫最佳逼近线) 记2()[12]2x g x x x ,,-=∈-+, 则对于2()|()|[12]2x f x ax+b x x ,,-=-∈-+,可以看作横坐标相同时, 2()2x g x x -=+与()h x ax b =+图像上点的纵向距离(或铅锤距离). 记(1,3)(2,4)A ,B --,连接AB ,则图中直线AB 的斜率为0(3)12(1)AB k --==--, 则直线1L 的方程为2y x =-;直线2L 与直线AB 平行,且与()g x 切于点00(,y )C x , 由'002204()1=0.01 1.(2)g x x C L y x x ==-=-+得,所以(,),则的方程为L 2:与L 1平行且与g(x )当直线()h x 与直线12,L L 平行且与两直线距离相等时, 即恰好处于两直线正中间的位置时,2()2x g x x -=+与()h x ax b =+图像上点的纵向距离的最大值最小. 此时, min 3311:()|(2)|= B.2222L y x M a b m ,,,所以,选-=-=--… 另:min 111()|1(2)|= B.222M a b m ,,所以,选=---…11. (2019·东北三省四校联考)已知曲线f (x )=x +ax+b (x ≠0)在点(1,f (1))处的切线方程为y =2x +5,则a -b =________. 【答案】-8【解析】f ′(x )=1-a x2,∴f ′(1)=1-a ,又f (1)=1+a +b ,∴曲线在(1,f (1))处的切线方程为y -(1+a +b )=(1-a )(x -1),即y =(1-a )x +2a +b ,根据题意有⎩⎪⎨⎪⎧1-a =2,2a +b =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =7,∴a -b =-1-7=-8.12.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足关系式f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x ,则f ′(2)=________. 【答案】-94【解析】因为f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x , 所以f ′(x )=2x +3f ′(2)+1x,所以f ′(2)=4+3f ′(2)+12=3f ′(2)+92,所以f ′(2)=-94.13.已知函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线方程为y =2x -1,则曲线g (x )=x 2+f (x )在点(2,g (2))处的切线方程为________________. 【答案】 6x -y -5=0【解析】由题意,知f (2)=2×2-1=3,∴g (2)=4+3=7, ∵g ′(x )=2x +f ′(x ),f ′(2)=2,∴g ′(2)=2×2+2=6,∴曲线g (x )=x 2+f (x )在点(2,g (2))处的切线方程为y -7=6(x -2),即6x -y -5=0.14.(2019·西安一模)定义1:若函数f (x )在区间D 上可导,即f ′(x )存在,且导函数f ′(x )在区间D 上也可导,则称函数f (x )在区间D 上存在二阶导数,记作f ″(x )=[f ′(x )]′.定义2:若函数f (x )在区间D 上的二阶导数恒为正,即f ″(x )>0恒成立,则称函数f (x )在区间D 上为凹函数.已知函数f (x )=x 3-32x 2+1在区间D 上为凹函数,则x 的取值范围是________.【答案】⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ 【解析】因为f (x )=x 3-32x 2+1,因为f ′(x )=3x 2-3x ,f ″(x )=6x -3,令f ″(x )>0,解得x >12,故x 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.15(2019江西七校第一次联考).(本小题满分12分) 已知函数f (x )=x 2﹣ax ﹣alnx (a∈R).(Ⅰ)若函数f (x )在x=1处取得极值,求a 的值. (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求证:f (x )≥﹣+﹣4x+【解析】(1)解:,由题意可得f′(1)=0,解得a=1;经检验,a=1时f (x )在x=1处取得极值,所以a=1. (2)证明:由(1)知,f (x )=x 2﹣x ﹣lnx . 令,由,可知g(x)在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,所以g(x)≥g(1)=0,所以成立16.(2019武汉部分高中联考).已知函数.(1)若函数在点处的切线与直线平行,求实数的值;(2)若对于任意,恒成立,求实数的取值范围.【解析】(1)∵,∴,∴,∵函数在处的切线与直线平行,∴,∴.(2)∵对于任意,恒成立,∴即对于任意,恒成立,令,,,令,得,令,得,∴函数在区间上的最大值,∴,即实数的取值范围是.。

第4章+第2讲+导数的概念及运算2024高考数学一轮复习+PPT(新教材)

第4章+第2讲+导数的概念及运算2024高考数学一轮复习+PPT(新教材)

=(x2)′ex+x2(ex)′=2xex+x2ex=(2x+x2)ex,错误;对于 C,(xcosx)′=cosx
-xsinx,错误;对于 D,x-1x′=1-1x′=1+x12,错误.故选 A.
解析 答案
x-3 (2)(2021·贵阳模拟)已知 f(x)的导函数为 f′(x),f(x)= ex +2f′(1)·x, 则 f′(1)=________. 答案 -3e 解析 ∵f(x)=x-ex 3+2f′(1)·x,∴f′(x)=4-ex x+2f′(1),∴f′(1)=3e+ 2f′(1),解得 f′(1)=-3e.
解析 由导函数图象可知两函数的图象在x0处的切线斜率相等,故选D.
解析 答案
4. (2021·长沙检测)如图所示,y=f(x)是可导函数,直线 l:y=kx+3 是 曲线 y=f(x)在 x=1 处的切线,令 h(x)=fxx,h′(x)是 h(x)的导函数,则 h′(1) 的值是( )
A.2
B.1

导数的运算方法 (1)连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导. (2)分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分 式函数,再求导. (3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导. (4)根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导. (5)三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导. (6)复合函数:确定复合关系,由外向内逐层求导.
的值,即ΔΔyx有极限,则称 y=f(x)在 x=x0 处可导,并把这个确定的值叫做 y
=f(x)在 x=x0 处的导数(也称为瞬时变化率),记作 f′(x0)或 y′|x=x0,即
f′(x0)= lim Δx→0
ΔΔyx=Δlixm→0
fx0+Δx-fx0

2023版高考数学一轮总复习第三章导数及其应用第一讲导数的概念及运算课件理

2023版高考数学一轮总复习第三章导数及其应用第一讲导数的概念及运算课件理

先化为和、差的形式,再求导
根式形式
先化为分数指数幂的形式,再求导
三角形式
先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导
复合形式
先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元
P(x0,f(x0))处的切线的斜率k,即k= f '(x0) .相应地,切线方程为y-f(x0)=
f '(x0)(x-x0).
说明 函数y=f(x)在某点处的导数、曲线y=f(x)在某点处切线的斜率和
倾斜角,这三者是可以相互转化的.
考点2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
导数的运算
1.基本初等函数的导数公式
基本初等函数
导函数
f(x)=C(C为常数)
y=3x-1,则f(1)+f '(1)=
5
.
考向扫描
考向1
导数的运算
1.典例 求下列函数的导数:
(1)y=(x+1)(x+2)(x+3);


2
(2)y=sin (1-2cos );
2
4
2−1
1
(3)y=ln
(x> ).
2+1
2
考向1
解析
导数的运算
(1)因为y=(x+1)(x+2)(x+3)=(x2+3x+2)(x+3)=x3+6x2+11x+6,
f '(x)=
a
考点2
导数的运算
2.导数的四则运算法则
若f '(x),g'(x)存在,则
(1)[f(x)±g(x)] ' =f '(x)±g'(x) ;
(2)[f(x)·g(x)]'= f '(x)g(x)+f(x)g'(x) ;

高考数学一轮总复习课件:导数的概念与运算

高考数学一轮总复习课件:导数的概念与运算

(4)f(x)= 1-1 2x2;
π (5)f(x)=cos(3x2- 6 ).
【解析】 (1)∵f′(x)=(2x5+8x4-5x3+2x2+8x-5)′,
∴f′(x)=10x4+32x3-15x2+4x+8.
(2)∵f(x)=11+ -
xx+11+-
x x
=(1+ 1-xx)2+(1- 1-xx)2
π 5.设正弦函数y=sinx在x=0和x= 2 处的瞬时变化率为
k1,k2,则k1,k2的大小关系为( A )
A.k1>k2
B.k1<k2
C.k1=k2
D.不确定
解析 ∵y=sinx,∴y′=(sinx)′=cosx. π
k1=cos0=1,k2=cos 2 =0,∴k1>k2.
授人以渔
题型一 导数的概念(自主学习)
(3)设切点为(x0,y0),则切线的斜率为k=x02=1, 解得x0=±1,故切点为1,53或(-1,1). 故所求切线方程为y-53=x-1或y-1=x+1. 即3x-3y+2=0或x-y+2=0.
【答案】 (1)4x-y-4=0 (2)4x-y-4=0或x-y+2=0 (3)3x-3y+2=0或x-y+2=0
状元笔记
求曲线的切线方程的两种类型 (1)在求曲线的切线方程时,注意两个“说法”:求曲线在 点P处的切线方程和求曲线过点P的切线方程,在点P处的切线, 一定是以点P为切点;过点P的切线,不确定点P在不在曲线上, 点P不一定是切点. (2)求曲线过点P(x0,y0)的切线方程的步骤为: 第一步,设出切点坐标P′(x1,f(x1));
数的平均变化率Δ Δyx的极限是否存在.
(2)利用导数定义求函数的导数时,先算函数的增量Δy,

高三第一轮复习 导数(导数的概念)

高三第一轮复习  导数(导数的概念)

导 数导数的概念【提纲挈领】(请阅读下面文字,并在关键词下面记着重号)主干知识归纳1. 导数的定义(1) 函数y =f (x )在x =x 0处的导数函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率lim Δx →0 ΔyΔx =lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=lim Δx →0 ΔyΔx =lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx .(2) 函数f (x )的导函数(导数)函数f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx 为f (x )的导函数,导函数有时也记作y ′.2. 基本初等函数的导数公式:(1)若()f x c =(c 为常数),则()_____f x '=0; (2)若)()(Q x x f ∈=αα,则1)(-='ααx x f ;(3)若()sin f x x =,则()_____f x '=x cos ;(4)若()cos f x x =,则()_____f x '=x sin -; (5)若()x f x e =,则()_____f x '=x e ; (6)若()()01x f x a a a =>≠且,则()_____f x '=a a xln ⋅; (7)若()ln f x x =,则()_____f x '=x1; (8)若()()log 01a f x x a a =>≠且,则()_____f x '=ax ln 1⋅.方法规律总结1.应认真区分两个“导数”的定义:函数y =f (x )在x =x 0处的导数与函数f (x )的导函数(导数).2.应注意公式的幂函数结构,不要与指数函数x a y =结构混淆.3.本节公式是下面几节课的基础,公式必须牢记.记准公式是学好本章内容的关键.4.对公式的记忆,要注意观察公式之间的联系.(1)上述基本初等函数的求导公式可分为四类,以便于记忆.① 幂函数类(注:指数α可推广到全体实数);② 三角函数类;③ 指数函数类;④ 对数函数类.(2)对于()cos f x x =的求导公式,容易遗漏“-”. (3)对于()()01x f x a a a =>≠且和()()log 01a f x x a a =>≠且的导函数,容易弄错a ln 的位置.可用换底公式xa a x x a 1ln 1)ln ln ()(log ⋅='='加强记忆,找出差异并区分a a a x x ln )(⋅='.【指点迷津】【类型一】定义法求函数的导数【例1】:用定义法求下列函数的导数:(1) xy 2=; (2) 12+=x y . 【解析】:(1) x x x y 22-∆+=∆=x x x x )(2∆+∆-,∴=∆∆x y xx x )(2∆+-, ∴202limxx y y x -=∆∆='→∆.(2) 121)(2+-+∆+=∆x x x y ,∴x x x x x y ∆+-+∆+=∆∆121)(2121)(22+++∆+=x x x ,∴121lim0+=∆∆='→∆x xy y x .答案:(1) 22xy -=',(2) 121+='x y .【例2】:设)(x f 在0x x =处可导,且1)()3(lim000=∆-∆+→∆xx f x x f x ,则)(0x f '= ( )A .1B .0C .3D .31【解析】:)(0x f '==∆-∆+→∆x x f x x f x 3)()3(lim 00031131)()3(lim 31000=⨯=∆-∆+→∆x x f x x f x .答案: D【例3】:已知函数x x x f 8ln 2)(+=,则xf x f x ∆-∆+→∆)1()21(lim的值为( )A .﹣20B .﹣10C .10D .20【解析】:由82)(+='xx f ,有10)1(='f , 所以=∆-∆+→∆x f x f x )1()21(lim 0=∆-∆+→∆xf x f x 2)1()21(lim 20=)1(2f '=20102=⨯.答案: D【类型二】基本初等函数的求导【例1】:求下列函数的导数:(1) 3π=y ,(π为圆周率); (2) 21xy =; (3) 53x y =.【解析】:(1) 0='y .(2) 由221-==x x y ,有33222)(x x x y -=-='='--.(3) 由5353x x y ==,有52525315353)(x x x y =='='-. 答案:(1) 0='y . (2) 32x y -='. (3) 52153x y ='.【例2】:求下列函数的导数:(1) x x y =; (2) x y 5=; (3) x y 5log =. (4) 3sin π=y ;【解析】:(1) )(23'='x y 2123x =. (2) 5ln 5⋅='x y . (3) 5ln 1⋅='x y . (4) 0='y . 答案:(1) y '2123x =. (2) 5ln 5⋅='x y .(3) 5ln 1⋅='x y . (4) 0='y . 【类型三】导数的简单应用【例1】:在高台跳水运动中,t s 时运动员相对水面的高度(单位:m )是105.69.4)(2++-=t t t h ,高台跳水运动员在t =1 s 时的瞬时速度为_______________.【解析】:5.68.9)(+-='t t h ,有3.35.68.9)1(-=+-='h m/s. 答案:3.3- m/s.【例2】:为缓解南方部分地区电力用煤紧张的局面,某运输公司提出五种运输方案,据预测,这五种方案均能在规定时间T 完成预期的运输任务0Q ,各种方案的运煤总量Q 与时间t 的函数关系如图所示.在这五种方案中,运煤效率(单位时间的运煤量)逐步提高的是________.(填写所有正确的图象的编号)【解析】:②中切线的斜率逐渐增大,故②正确. 答案:②【例3】:设x x f sin )(0=,=)(1x f )(0x f ', =)(2x f )(1x f ',……,=+)(1x f n )(x f n ',N n ∈,则=)(2016x f ________.【解析】:由x x f sin )(0=有=)(1x f x cos , =)(2x f x sin -, =)(3x f x cos -,=)(4x f x sin ,……,有=)(x f n )(4x f n +,则=)(2016x f x x f sin )(0=.答案:x sin .【同步训练】【一级目标】基础巩固组 一、选择题 1.若'0()3f x =-,则=--+→hh x f h x f h )()(lim000( )A .3-B .6-C .9-D .12- 【解析】:6)(22)()(lim 2)()(lim0000000-='=--+⨯=--+→→x f hh x f h x f h h x f h x f h h ,故选B.答案:B.2.已知函数f (x )=f ′(2π)sin x +cos x ,则f (4π)= ( ) A .0 B .22 C .22- D .2 【解析】:由已知:f ′(x )=f ′(2π)cos x -sin x . 则f ′(2π)=-1,所以f (x )=-sin x +cos x ,f (4π)=0.答案:A .3.如图是函数f (x )=x 2+ax +b 的部分图象,则函数g (x )=ln x +f ′(x )的零点所在的区间是( )A.)21,41(B .(1,2) C. )1,21(D .(2,3)【解析】:由图象可得01=++b a ,210<<b ,所以2110<--<a ,有231<-<a ,即123-<<-a , 由g (x )=ln x +2x +a ,有g (21)=ln 21+1+a 0<,g (1)=2+a 0>,所以函数g (x )=ln x +f ′(x )的零点在)1,21(内.答案:C .4.曲线3x y =在点)1,1(处的切线与x 轴及直线=x 1所围成的三角形的面积为 ( )A .121B .61C .31 D .21【解析】:求导得23x y =',所以3=切k ,所以曲线在点)1,1(处的切线方程为)131-=-x y (. 结合图象易知所围成的三角形是直角三角形,三个交点的坐标分别为)0,32(,)0,1(,)1,1(, 于是三角形的面积为=⨯-⨯132121)(61 答案:B .5.已知函数y =f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线方程是x -2y +1=0,则f (1)+2f ′(1)= ( )A .12B .1C .32D .2【解析】:因为点(1,f (1))在直线x -2y +1=0上,所以1-2f (1)+1=0,得f (1)=1.又f ′(1)=12,所以f (1)+2f ′(1)=1+2×12=2.答案:D . 二、填空题6.设函数)(x f 在(0,+∞)内可导,且x x e x e f +=)(,则f′(1)=________. 【解析】:x x e x e f +=)(,利用换元法可得)(x f =x x +ln ,=')(x f x1+1,所以=')1(f 2. 答案:2.7.若曲线x kx y ln +=在点(1,k )处的切线平行于x 轴,则k =________. 【解析】:∵y′=k +x1,∴y ′|1=x =k +1=0,故k =-1. 答案:-1. 8.曲线xy 1=上点P 处的切线平行于直线074=-+x y ,则点P 的坐标为________. 【解析】:设曲线上的点为(001,x x ),则201|0x y x x -='=,由切k 4120-=-=x ,有210±=x , 故所求点P 为:(2,21)或(2,21--). 答案:(2,21)或(2,21--).三、解答题9.求下列函数的导数:(1) y =sin2x cos 2x ; (2) y =(x +1)(1x -1); (3) y =x (1+|x |).【解析】:(1) ∵ y =sin2x cos 2x =12sin x , ∴ y ′=12cos x .(2) ∵ y =1-x x =1x-x =21-x -21x , ∴ y ′=-1223-x -1221-x .(3) ∵ y =x +x |x |=⎩⎨⎧ x +x 2,x ≥0,x -x 2,x <0. ∴ y ′=⎩⎨⎧1+2x ,x ≥0,1-2x ,x <0.答案:(1) y ′=12cos x . (2) y ′=-1223-x -1221-x . (3) y ′=⎩⎨⎧1+2x ,x ≥0,1-2x ,x <0.10. 已知曲线1)(+=n x x f (*N n ∈)与直线1=x 交于点P ,设曲线)(x f y =在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为n x ,求201421201520152015log log log x x x +⋅⋅⋅++的值.【解析】:n x n x f )1()(+=',=k 1)1(+='n f ,点P(1,1)处的切线方程为)1)(1(1-+=-x n y ,令0=y ,得1111+=+-=n n n x ,即1+=n n x n ,所以20151201421=⋅⋅⋅⋅⋅⋅x x x , 所以201421201520152015log log log x x x +⋅⋅⋅++=)(log 2014212015x x x ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=1-.答案:1-.【二级目标】能力提升题组一、选择题1.已知函数x a x f ππsin )(-=,且2)1()1(lim 0=-+→h f h f h ,则a 的值为( )A.2-B.2C.π2D.π2-【解析】:x a x f πcos )(⋅-=',有a f =')1(, 所以='=)1(f a 2)1()1(lim 0=-+→hf h f h ,故选B.答案:B.2.如图所示,某飞行器在4千米高空水平飞行,从距着陆点A 的水平距离10千米处开始下降,已知下降飞行轨迹为某三次函数图象的一部分,则该函数的解析式为 ( )A .y =1125x 3-35xB .y =2125x 3-45xC .y =3125x 3-xD .y =-3125x 3+15x【解析】:设该三次函数的解析式为y =ax 3+bx 2+cx +d .因为函数的图象经过点(0,0),所以d =0,所以y =ax 3+bx 2又图象过点(-5,2),(5,-2),故b =0,所以y =ax 3+cx , 将点(-5,2)代入得-125a -5c =2.又由该函数的图象在点(-5,2)处的切线平行于x 轴,y ′=3ax 2+c , 得当x =-5时,y ′=75a +c =0.联立⎩⎨⎧=+=--07525125c a c a ,解得⎪⎩⎪⎨⎧-==531251c a , 故该三次函数的解析式为y =1125x 3-35x .答案:A .二、填空题 3.已知函数x x f =)(,x a x g ln )(=,R a ∈.若曲线=y )(x f 与=y )(x g 相交,且在交点处有共同的切线,则切线方程为________________.【解析】:x x f 21)(=',x a x g =')((0>x ),由已知得⎪⎩⎪⎨⎧==x a x xa x 21ln ,解得2e a =,2e x =. ∴ 两条曲线交点的坐标为),(2e e ,切线的斜率为ee f k 21)(2='=, ∴ 切线方程为)(212e x e e y -=-,即221ex e y +=.答案:221e x e y +=. 三、解答题4. 设点P 在曲线12x y e =上,点Q 在曲线ln(2)y x =上,求PQ 最小值.【解析】:函数12xy e =与函数ln(2)y x =互为反函数,图象关于y x =对称, 函数12x y e =上的点1(,)2x P x e 到直线y x =的距离为d =,设函数min min 11()()1()1ln 222x x g x e x g x e g x d '=-⇒=-⇒=-⇒=, 由图象关于y x =对称得:PQ最小值为min 2ln 2)d =-.min 2ln 2)d -【高考链接】1.(2015年全国I 卷文科第12题)设函数)(x f '是奇函数)(x f )(R x ∈的导函数,0)1(=-f ,当0>x 时,-')(x f x 0)(<x f ,则使得0)(>x f 成立的x 的取值范围是 ( )A.)1,0()1,( --∞B. ),1()0,1(+∞-C. )0,1()1,(---∞D. ),1()1,0(+∞ 【解析】:构造函数x x f x g )()(=,则由已知可得当0>x 时,0)()()(2<-'='x x f x f x x g ,所以)(x g 在),0(+∞上单调递减,又)(x f 是奇函数,有)(x g 是偶函数,所以)(x g 在)0(,-∞上单调递增,且0)1()1(==-g g ,所以当∈x )1,0()1,( --∞时,0)(>x f .故选A.A.5太贝克B.2ln 75太贝克C.2ln 150太贝克D.150太贝克 3.(2013年全国新课标卷Ⅰ理科第11题)已知函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧>+≤+-0),1ln(0,22x x x x x ,若|f (x )|≥ax ,则a 的取值范围是( )A .(-∞,0]B .(-∞,1]C .[-2,1]D .[-2,0]【解析】:方法一:若x ≤0,|f (x )|=|x x 22+-|=x x 22-,x =0时,不等式恒成立,x <0时,不等式可变为a ≥x -2,而x -2<-2,可得a ≥-2;若x >0,|f (x )|=|ln(x +1)|=ln(x +1),由ln(x +1)≥a x ,可得a ≤xx )1ln(+恒成立, 令h (x )=x x )1ln(+,则h ′(x )=2)1ln(1x x x x+-+,再令g(x )=1+x x -ln(x +1),则 g ′(x )=2)1(+-x x<0,故g(x )在(0,+∞)上单调递减,所以g(x )<g(0)=0,可得h′(x )=2)1ln(1x x x x+-+<0,故h (x )在(0,+∞)上单调递减,x →+∞时,h (x )→0,所以h (x )>0,a ≤0.综上可知,-2≤a ≤0,故选D.方法二:数形结合:画出函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧>+≤+-0),1ln(0,22x x x x x 与直线y =ax 的图象,如下图,要使|f (x )|≥ax 恒成立,只要使直线y =ax 的斜率最小时与函数y =x x 22-,x ≤0在原点处的切线斜率相等即可,最大时与x 轴的斜率相等即可,因为y ′=2x -2,所以y ′|0=x =-2,所以-2≤a ≤0.答案:D.。

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§52导数的概念与运算(A )
1.曲线x
y e =在点(1,0)A 处的切线斜率为_______________. 2.曲线221y x x =-+在点(1,0)处的切线方程为_______________.
3.若直线12
y x m =
+为曲线y =m 的值为_______________.
4.曲线21x y x e x =++在点(1,0)处的切线方程为_______________.
5.若曲线2
y x a x b =++在点(0,)b 处的切线方程是10x y -+=,则a b -=______. 6.函数2
2
(21)y x =+的导数是_______________. 7.曲线ln
x
x x y e e
=-在点1x =处的切线斜率为_______________.
8.已知曲线()sin 1f x x x =+在(,1)2
π
处的切线与直线10a x y --=互相垂直,则实数
a =_______________.
9.若抛物线2
y x x c =-+上一点P 的横坐标是2,且抛物线在点P 处的切线过原点, 则实数c =_______________.
10.已知曲线y =,B C 的两条切线交于点1(0,
)3
A ,则A
B A
C ⋅=
__________.
11.已知曲线s in 1c o s x y x
=
+(x ππ-<<)在点0x x =处的切线斜率为
12
,则0x =_____.
12.设()(1)(2)(100)f x x x x =--⋅⋅⋅-,则'(1)f =_______________. 13.用导数定义求函数2
1y x
=的导数.
14.求下列函数在0x x =处的导数: (1)2
()sin
(12c o s
)2
4
x x f x =-⋅-,06
x π
=

(2)3
2
2
ln ()x x x
f x x
+=,01x =.
15.运动曲线方程为2
2
12t s t t
-=+,求3t =时的速度.
16.设()ln x f x a e b x x =⋅-,且(1)f e =,'()1e
f e e =-,求,a b 的值.
§52导数的概念与运算(B )
1.曲线2ln y
x x
=-在点(1,2)处的切线方程是_______________.
2.曲线3
11y x =+在点(1,12)P 处的切线与y 轴交点的纵坐标是_______________. 3.若曲线4
y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为_______________.
4.设x x x x f ln 42)(2--=,则0)('
>x f 的解集为_______________.
5.已知点P 在曲线41
x
y e =
+上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,
则α的取值范围是_______________. 6.若函数2
()1
x a f x x +=
+在1x =处取极值,则a =_______________.
7.如图,已知函数()y f x =及其导函数
'()y f x =的图象,则()y f x =的图象在点(1,0)P
处的切线方程是_______________. 8.已知直线y k x =与曲线ln y x =有公共点 则实数k 的取值范围是_______________. 9.曲线lg x y x
=
点(1,0)处的切线方程是_______________.
10.若()(2)(3)(4)f x x x x =---,则4916'(2)
'(3)
'(4)
f f f +
+
=_______________.
11.若曲线sin y a x =与cos y a x =在交点P 处的两条切线互相垂直,则a =______.
12.若曲线12
y x
-=在点1
2
,a a -⎛⎫ ⎪⎝⎭
处的切线与两个坐标围成的三角形的面积为18,
则a =_______________. 13.已知曲线1y x
=
. (1)求曲线在点(1,1)--处的切线;
(2)求曲线过点(2,0)的切线; (3)求曲线的平行于直线2y x =-的切线.
x
()
f x '()
f x
14.设函数3
2
()91f x x a x x =+--(0)a <,若曲线()y f x =的斜率最小的切线与直线
126x y +=平行. (1)求a 的值; (2)求此切线的方程.
15.设,A B 是曲线2:1
C y x =
+
+上不同的两点,且曲线C 在,A B 两点处的切线
都与直线A B 垂直. (1)求证:直线A B 过点(1,-; (2)求直线A B 的方程.
16.设,m t 为实数,函数2
()1
m x t f x x +=
+,()f x 的图象在点(0(0))M f 的切线的斜率为1,
(1)求实数m 的傎;
(2)若对任意[1,2]x ∈-,都存在t ,使得不等式()2f x t ≤成立,求实数t 的取值范围.
§52导数的概念与运算(C )
1.曲线3
24y x x =-+在点(13),处的切线的倾斜角为_______________. 2.设()ln f x x x =,若0()2f x '=,则0x =_______________.
3.设函数2
()()f x g x x =+,曲线()y g x =在点(1,(1))g 处的切线方程为21y x =+, 则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处切线的斜率为_______________. 4.曲线21
x y x =
-在点()1,1处的切线方程为_______________.
5.若曲线2
()ln f x a x x =+存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是__________.
6.设曲线2
ax y =在点(1,)a 处的切线与直线062=--y x 平行,则=a ________.
7.曲线3
1
3y x x =
+在点413⎛⎫ ⎪⎝⎭
,处的切线与坐标轴围成的三角形面积为_____________. 8.已知曲线2
3ln 4
x
y x =
-的一条切线的斜率为
12
,则切点的横坐标为____________.
9.设曲线a x
y e =在点(01),处的切线与直线210x y ++=垂直,则a =___________.
10.直线b x y +=
2
1是曲线ln (0)y x x =>的一条切线,则实数b 的值为__________.
11.设曲线1
*
()n y x
n N +=∈在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为n x ,
则12n x x x ⋅⋅⋅ 的值为_______________.
12.设P 为曲线2
:1C y x x =-+上一点,曲线C 在点P 处的切线的斜率的范围是[1,3]-, 则点P 纵坐标的取值范围是_______________. 13.设函数3
()3(0)f x x a x b a =-+≠.
(Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,(2))f 处与直线8y =相切,求,a b 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点.
14.设函数()b f x a x x
=-
,曲线()y f x =在点(2(2))f ,处的切线方程为
74120x y --=. (Ⅰ)求()f x 的解析式;
(Ⅱ)证明:曲线()y f x =上任一点处的切线与直线0x =和直线y x =所围成的三角形 面积为定值,并求此定值.
15.已知定义在正实数集上的函数21()22
f x x a x =
+,2
()3ln g x a x b =+,
其中0a >.设两曲线()y f x =,()y g x =有公共点,且在该点处的切线相同.
(I )用a 表示b ,并求b 的最大值; (II )求证:()()f x g x ≥(0x >).
16.已知二次函数)(x g y =的导函数的图像与直线2y x =平行,且)(x g y =在1x =-处 取得最小值1m -(0m ≠),设函数x
x g x f )()(=

(1)若曲线)(x f y =上的点P 到点(0,2)Q 的距离的最小值为2,求m 的值; (2) 当)(R k k ∈如何取值时,函数kx x f y -=)(存在零点,并求出零点.。

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