2017年高考数学一轮复习讲练测(江苏版):专题3.1 导数概念及其运算(讲).doc
江苏版高考数学一轮复习专题31导数概念及其运算讲1129350
专题3.1 导数概念及其运算【考纲解读】√导数及导数的几何意义其应用√导数的运算【直击考点】常识题题组一)(()sm th的函与抛出后的时间1.[教材改编] 某斜抛物体抛出后相对于水平面的高度2thttt________m/s.≤4这段时间内的平均速度为数关系是+(10)=-,则在+63≤hh(3)18-19(4)-==-1(m/s)【解析】平均速度为.134-2fxxxfaa=________,则.′( -)=53)+2=-,且已知函数2.[教材改编] 1(1fxxfaaa=.1+4+4,所以,解得′(=-)=-【解析】由题意可知,′(3)=-323xyx________.,15)处的切线的斜率为-3在点+5(23.[教材改编] 曲线=222kyx21. 3,9)处切线的斜率==6×2【解析】因为-′=63-,所以在点(2 常错题题组二23xfaaxfx+__________,则+.′()4.若函数=()=42232afxaxfxaxx2+=.本题易出现一种求导错解:′()1212=【解析】′()(4++)′=ax0.,而只是一个字母常量,其导数为,没弄清函数中的变量是+1x ln y____________的导函数为..函数5=x e- 1 -1xx x ln ·e-e·xxx ln 1-y′==. 【解析】本题易出现用错商的求导法则的情况.axaxffx=, (1))处的切线过点(26.已知函数,xx2x e(e)题组三常考题3(6))=,则-+2的图像在点(1________.y ________________函数.=在其极值点处的切线方程为7.x x x)-e(1yyxy,函数e),x ee,即极值点为=1,此时(1【解析】′=,令=′=0,得2xy=e.在该点处的切线斜率为零,故切线方程为【知识清单】1.导数的运算1.基本初等函数的导数公式(sin x)′=cosx,(cos x)′=-sinx,(ax)′=axlna,(ex)′=ex,(logax)=1xln a,(ln x)′=1x.2.导数的运算法则(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);(2)[f(x)?g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);′=f′-.0)≠′3.复合函数的导数′?yu的导数间的关系为yx′=g(x)f(g(x))复合函数y=的导数和函数y=f(u),u= x的导数的乘积.uyux′,即对x的导数等于y对u的导数与对 2 导数的几何意义考点yffxxxPxyfx处的切线的()在点处的导数,′()的几何意义是在曲线函数=)()上点(0000xttsxfyy)(′(=)瞬时速度就是位移函数斜率(()对时间的导数.相应地,切线方程为-00x -).0【考点深度剖析】- 2 -【重点难点突破】 1 导数的运算考点 1-1】求下列函数的导数.【x1+e2xxyyx(3)5)=ln(2(1)y =.sin -;(2)=;x1-e x2-2e2xxxx.cos +【答案】(1) 2.(3) sin . (2) x2x5-12e-nxfxfxxxfxxfxfxff)(,…,(=)′(′((),())==′(】【1-2已知(sin )=)+cos ,记nn1311-22πππ??????*??????ffnf________.+N∈,=≥2),则+…+ 2 01421??????2220【答案】xxfxfx,-sin 【解析】()=′(cos )=12xxxxxf cos sin =()(cos -)′=-sin -,3- 3 -fxxxfxxx,cos sin , (+())=-cos =+sin 54fxfx),=以此类推,可得出 (()nn4+fxfxfxfx)=0(,又∵)(+)+( )+(4231πππππππππ????????????????????????????????????fffffffff=+=503∴++0. ++++…+22 0141412312??????????????????222222222【思想方法】1.求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错.2.复合函数的求导,要正确分析函数的复合层次,通过设中间变量,确定复合过程,然后求导.【温馨提醒】区别“积的导数”与“复合函数的导数”的差异考点2 导数的几何意义π????fxffxfxxxxa)())=3,+cos 2是+sin 2′(,=已知函数【2-1】的导函数,则过(′??43bayxP________.=,上一点的切线方程为(曲线)yx0.=-【答案】32-172mxmlfxxxgxfxxg)((+(的图像都相切,【2-2】已知<0)(ln )=,直线,)(与函数)=,+22fxfm等于,则(1,且与________. ((1)))图像的切点为【答案】-21fx)=,′( 【解析】∵xlkf′(1)=1=∴直线,的斜率为f(1)=0,又lyx-1.∴切线=的方程为gxxmlgxxy),(,设直线与,()′(的图像的切点为)=+00172xmyxyxmxm<0,,1 =++,-,+则有=1=00000220m=-于是解得2【思想方法】导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面:- 4 -Axfxkkfx);(=))求斜率(1)已知切点 (,即求该点处的导数值:,′(000kAxfxfxk;′((=(2)已知斜率)),求切点,即解方程(),111MxfxkAxfx))的切线斜率为,(3)已知过某点时,常需设出切点(,利,((())(不是切点)0110fxfx-01k用=xx-01【温馨提醒】在解决曲线的切线问题时要注意辨别是求“曲线上某点(一定在曲线上)处的切线方程”,还是求“过某点(可能在曲线上、也可能不在曲线上)的切线方程,前者只有一条,而后者包括了前者,后者可能不止一条【易错试题常警惕】1、知曲线的切线求参数问题,一定要注意所给的点是否是切点.15??32a?1,0xy?9xy?ax??的直线与曲线.如:若存在过点都相切,则和4 ????331,0x?y xx,,所以切相切分析】设过点于点线的直与曲线线方程为【00????233223xx,?x?3x0?1y0x?0x?x?2x3xy?3x?2在切线上,,即解得所以,,又000000003152532x?0y?ax?x??x??9x?a0y?与相切可得时,由,当或时,由,当00024642272715252a??1a??y?x?x?y?9ax?1?与或.综上可得,相切可得.44464????1,01,0是切点.【易错点】在解题中,未对的位置进行判断,误认为2、函数的求导问题,一定要先化简解析式,使之变成能用八个求导公式求导的函数的和、差、积、商,再求导.??1???x2y??y如:若.,则31233x221??3?x?y x2xy??233.,所以【分析】3x33?121???????xx2?2的错误.【易错点】容易出现33??3??- 5 -20XX—019学年度第一学期生物教研组工作计划指导思想以新一轮课程改革为抓手,更新教育理念,积极推进教学改革。
(江苏专版)高考数学一轮复习第三章导数及其应用第一节导数的概念及导数的运算实用课件文
2.函数 y=f(x)在 x=x0 处的导数 设函数 y=f(x)在区间(a,b)上有定义,x0∈(a,b),若 Δx_无__限__趋__近__于___0_时,比值ΔΔxy=_f_x_0_+__ΔΔ_x_x_-__f_x_0_ 无限趋近于一 个_常__数___A_,则称 f(x)在 x=x0 处 可导 ,并称常数 A 为函数 f(x) 在 x=x0 处的导数,记作 f′(x0) . 3.函数 f(x)的导函数 若函数 y=f(x)在区间(a,b)内任意一点都 可导 ,则 f(x) 在各点的导数也随着自变量 x 的变化而变化,因而也是自变 量 x 的 函数 ,该函数称为 f(x)的 导函数 ,记作 f′(x) .
(3)[Cf(x)]′=Cf′(x)(C 为常数); f′xgx-fxg′x
(4)gfxx′=_________[g__x__]2_______ (g(x)≠0).
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考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”
已知函数的解析式求导数 [例 1] 求下列函数的导数: (1)y=(1- x)1+ 1x; (2)y=lnxx; (3)y=tan x; (4)y=3xex-2x+e.
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考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”
求切线方程 [例 1] 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] (1)∵f′(x)=3x2-8x+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.
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求切点坐标 [例 2] (1)设曲线 y=ex 在点(0,1)处的切线与曲线 y=1x(x>0) 上点 P 处的切线垂直,则点 P 的坐标为________. (2)(2018·广州模拟)设函数 f(x)=x3+ax2,若曲线 y=f(x)在点 P(x0,f(x0))处的切线方程为 x+y=0,则点 P 的坐标为________. [解析] (1)y=ex 的导数为 y′=ex,则曲线 y=ex 在点(0,1) 处的切线斜率 k1=e0=1.y=1x(x>0)的导数为 y′=-x12(x>0), 设 P(m,n),则曲线 y=1x(x>0)在点 P 处的切线斜率 k2=-m12(m >0).因为两切线垂直,所以 k1k2=-1,所以 m=1,n=1,则 点 P 的坐标为(1,1).
江苏版高考数学一轮复习:第03章导数测试题及答案.doc
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】第03章 导数班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________一、填空题:请把答案直接填写在答题卡相应的位置........上(共10题,每小题6分,共计60分). 1. (2017·扬州中学质检)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=02. (2017·苏、锡、常、镇四市调研)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】由y ′=e x,知曲线y =e x在点(0,1)处的切线斜率k 1=e 0=1. 设P (m ,n ),又y =1x (x >0)的导数y ′=-1x2,曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2=-1m2.依题意k 1k 2=-1,所以m =1,从而n =1. 则点P 的坐标为(1,1).3. (2017·南通调研)若a >0,b >0,且函数f (x )=4x 3-ax 2-2bx +2在x =1处有极值,若t =ab ,则t 的最大值为________. 【答案】9【解析】f ′(x )=12x 2-2ax -2b ,则f ′(1)=12-2a -2b =0,则a +b =6, 又a >0,b >0,则t =ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22=9,当且仅当a =b =3时取等号.4.若函数f (x )=e x sin x ,则此函数图象在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为________角. 【答案】钝角【解析】f ′(x )=e xsin x +e xcos x=e x (sin x +cos x )=2e xsin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4,f ′(4)=2e 4sin ⎝⎛⎭⎪⎫4+π4<0,则此函数图象在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为钝角.5. 从边长为10 cm ×16 cm 的矩形纸板的四角截去四个相同的小正方形,作成一个无盖的盒子,则盒子容积的最大值为________cm 3. 【答案】144【解析】设盒子容积为y cm 3,盒子的高为x cm.则y =(10-2x )(16-2x )x =4x 3-52x 2+160x (0<x <5),∴y ′=12x 2-104x +160. 令y ′=0,得x =2或203(舍去),∴y max =6×12×2=144(cm 3).6.已知f (x )=2x 3-6x 2+a (a 是常数)在[-2,2]上有最大值3,那么在[-2,2]上f (x )的最小值是________. 【答案】-377. 设函数f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R )的导函数,f (-1)=0,当x >0时,xf ′(x )-f (x )<0,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是________. 【答案】(-∞,-1)∪(0,1)【解析】因为f (x )(x ∈R )为奇函数,f (-1)=0,所以f (1)=-f (-1)=0.当x ≠0时,令g (x )=f (x )x ,则g (x )为偶函数,且g (1)=g (-1)=0.则当x >0时,g ′(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫f (x )x ′=xf ′(x )-f (x )x 2<0,故g (x )在(0,+∞)上为减函数,在(-∞,0)上为增函数.所以在(0,+∞)上,当0<x <1时,g (x )>g (1)=0⇔f (x )x>0⇔f (x )>0;在(-∞,0)上,当x <-1时,g (x )<g (-1)=0⇔f (x )x<0⇔f (x )>0.综上,使得f (x )>0成立的x 的取值范围是(-∞,-1)∪(0,1).8.如图所示的曲线是函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象,则x 21+x 22等于____________.【答案】169.9.已知f ′(x )是f (x )的导函数,在区间[0,+∞)上f ′(x )>0,且偶函数f (x )满足f (2x -1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,则x 的取值范围是________.【答案】13<x <23.【解析】∵x ∈[0,+∞),f ′(x )>0, ∴f (x )在[0,+∞)上单调递增,又因f (x )是偶函数,∴f (2x -1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13 ⇔f (|2x -1|)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13 ⇒|2x -1|<13,∴-13<2x -1<13.即13<x <23.10. 设函数f (x )=e x(2x -1)-ax +a ,其中a <1,若存在唯一的整数x 0使得f (x 0)<0,则a 的取值范围是________.【答案】⎣⎢⎡⎭⎪⎫32e ,1二、解答题:解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指.定区域内....。
高考数学(苏教版文)一轮配套学案:导数的概念及运算
第1讲 导数的概念及运算知 识 梳 理1.函数y =f (x )在x =x 0处的导数(1)定义:设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),当Δx 无限趋近于0时,比值Δy Δx =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x =x 0处可导,并称常数A 为函数f (x )在点x =x 0处的导数,记作f ′(x 0).可表示为“当Δx →0时,f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx→A ”.(2)几何意义:函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是过曲线y =f (x )上点(x 0,f (x 0))的切线的斜率. 2.函数f (x )的导函数若f (x )对于区间(a ,b )内任一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着自变量x 的变化而变化,因而也是自变量x 的函数.该函数称为f (x )的导函数,记作f ′(x ). 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 )=0 f (x )=x n (n ∈Q *) f ′(x )=nx n -1 f (x )=sin x f ′(x )=cos_x f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x f (x )=e x f ′(x )=e x f (x )=a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=a x ln_a f (x )=ln x f ′(x )=1x f (x )=log a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=1x ln a4.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).辨 析 感 悟1.对导数概念的理解(1)f ′(x 0)是函数y =f (x )在x =x 0附近的平均变化率.(×) (2)f ′(x 0)与[f (x 0)]′表示的意义相同.(×) 2.对导数的几何和物理意义的理解(3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.(√)(4)物体的运动方程是s =-4t 2+16t ,在某一时刻的速度为0,则相应时刻t =0.(×) (5)曲线y =f (x )在点P (x 0,y 0)处的切线与过点P (x 0,y 0)的切线相同.(×) 3.导数运算问题(6)若f (x )=a 3+2ax -x 2,则f ′(x )=3a 2+2a -2x .(×) (7)函数f (x )=x 2ln x 的导函数为f ′(x )=2x ·1x =2.(×) (8)函数y =e xx 的导数是y ′=x e x +e x x 2.(×) [感悟·提升]1.一个区别 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:曲线y =f (x )在点P (x 0,y 0)处的切线是指P 为切点,切线唯一,若斜率存在时,切线的斜率k =f ′(x 0);曲线y =f (x )过点P (x 0,y 0)的切线,是指切线经过P 点,点P 可以是切点,也可以不是切点,而且这样的直线可能有多条.2.三个防范 一是并不是所有的函数在其定义域上的每一点处都有导数,如函数y =|x |在x =0处就没有导数.二是曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别,如(3).三是对函数求导要看准自变量,是对自变量的求导,而不是对其它参数的求导,如(6).考点一 导数的运算【例1】 (1)求下列函数的导数: ①y =x 2sin x ; ②y =ln xe x .(2)(2014·济宁模拟)已知f (x )=x (2 012+ln x ),f ′(x 0)=2 013,则x 0=________. (1)解 ①y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′ =2x sin x +x 2cos x .②y ′=(ln x )′e x -(e x )′ln x (e x )2=1x·e x -e xln x(e x )2=1x -ln x e x =1-x ln x x e x .(2)解析 f ′(x )=2 012+ln x +x ·1x =2 013+ln x , 由f ′(x 0)=2 013,得ln x 0=0,解得x 0=1. 答案 1规律方法 (1)进行导数运算时,要牢记导数公式和导数的四则运算法则,切忌记错记混.(2)求导前应利用代数、三角恒等变形将函数先化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错.【训练1】 (1)已知f (x )=ln xx 2+1,则f ′(1)=________.(2)已知函数f (x )=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos x +sin x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4的值为________.解析 (1)f ′(x )=(ln x )′(x 2+1)-(x 2+1)′ln x(x 2+1)′=1x (x 2+1)-2x ln x(x 2+1)2,则f ′(1)=24=12.(2)f ′(x )=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4sin x +cos x ,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4×22+22,解得f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2-1,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4+sin π4=1.答案 (1)12 (2)1考点二 利用导数的几何意义求曲线的切线方程【例2】 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.审题路线 (1)求f ′(x )⇒求f ′(2)⇒求f (2)⇒由点斜式写出切线方程.(2)设切点P (x 0,y 0)⇒求f ′(x 0)⇒由点斜式写出过点A 的切线方程⇒把点P 代入切线方程⇒求x 0⇒再代入求得切线方程. 解 (1)∵f ′(x )=3x 2-8x +5,∴f ′(2)=1, 又f (2)=-2,∴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 (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P (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(x0-2)2(x0-1)=0,解得x0=2或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.规律方法利用导数的几何意义求曲线的切线方程时,注意区分是曲线在某点处的切线,还是过某点的切线.曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程是y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).求过某点的切线方程时需设出切点坐标,进而求出切线方程.【训练2】(1)(2014·扬州期末)设a为实数,函数f(x)=x3+ax2+(a-3)x的导函数为f′(x),且f′(x)是偶函数,则曲线y=f(x)在原点处的切线方程为________.(2)曲线y=x(3ln x+1)在点(1,1)处的切线方程为________.解析(1)f′(x)=3x2+2ax+(a-3),又f′(x)为偶函数,则a=0,所以f(x)=x3-3x,f′(x)=3x2-3,故f′(0)=-3,故所求的切线方程为y=-3x.(2)函数的导数为f′(x)=3ln x+1+x×3x=3ln x+4,所以在(1,1)的切线斜率为k=4,所以切线方程为y-1=4(x-1),即y=4x-3.答案(1)y=-3x(2)y=4x-3考点三利用曲线的切线方程求参数【例3】(2013·新课标全国Ⅰ卷改编)设函数f(x)=e x(ax+b)-x2-4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=4x+4.求a,b的值.解f′(x)=a e x+e x(ax+b)-2x-4=e x(ax+a+b)-2x-4,∴f′(0)=a+b-4=4,又f(0)=b=4,∴a=4.规律方法已知曲线在某点处的切线方程求参数,是利用导数的几何意义求曲线的切线方程的逆用,解题的关键是这个点不仅在曲线上也在切线上.【训练3】(2013·福建卷改编)设函数f(x)=x-1+ae x(a∈R,e为自然对数的底数).曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值.解由f(x)=x-1+ae x,得f′(x)=1-ae x.又曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,得f′(1)=0,即1-ae=0,解得a=e.1.在对导数的概念进行理解时,特别要注意f′(x0)与(f(x0))′是不一样的,f′(x0)代表函数f(x)在x=x0处的导数值,不一定为0;而(f(x0))′是函数值f(x0)的导数,而函数值f(x0)是一个常量,其导数一定为0,即(f(x0))′=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.易错辨析3——求曲线切线方程考虑不周【典例】(2014·杭州质检)若存在过点O(0,0)的直线l与曲线f(x)=x3-3x2+2x和y=x2+a都相切,则a的值是________.[错解] ∵点O(0,0)在曲线f(x)=x3-3x2+2x上,∴直线l与曲线y=f(x)相切于点O.则k=f′(0)=2,直线l的方程为y=2x.又直线l与曲线y=x2+a相切,∴x2+a-2x=0满足Δ=4-4a=0,a=1.[答案] 1[错因] (1)片面理解“过点O(0,0)的直线与曲线f(x)=x3-3x2+2x相切”.这里有两种可能:一是点O是切点;二是点O不是切点,但曲线经过点O,解析中忽视后面情况.(2)本题还易出现以下错误:一是O (0,0)不是切点,无法与导数的几何意义沟通起来;二是盲目设直线l 的方程,导致解题复杂化,求解受阻. [正解] 易知点O (0,0)在曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 上, (1)当O (0,0)是切点时,同上面解法.(2)当O (0,0)不是切点时,设切点为P (x 0,y 0),则y 0=x 30-3x 20+2x 0,且k =f ′(x 0)=3x 20-6x 0+2.①又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②由①,②联立,得x 0=32(x 0=0舍), 所以k =-14,∴所求切线l 的方程为y =-14x .由⎩⎨⎧y =-14x ,y =x 2+a ,得x 2+14x +a =0.依题意,Δ=116-4a =0, ∴a =164.综上,a =1或a =164. [答案] 1或164[防范措施] (1)求曲线的切线方程应首先确定已知点是否为切点是求解的关键,分清过点P 处的切线与在点P 处的切线的差异.(2)熟练掌握基本初等函数的导数,导数的运算法则,正确进行求导运算.【自主体验】若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x3和y=ax2+154x-9都相切,则a等于________.解析设过(1,0)的直线与y=x3相切于点(x0,x30),所以切线方程为y-x30=3x20(x-x0),即y=3x20x-2x30,又(1,0)在切线上,则x0=0或32.当x0=0时,由y=0与y=ax2+154x-9相切可得a=-25 64;当x0=32时,由y=274x-274与y=ax2+154x-9相切可得a=-1.答案-1或-25 64基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、填空题1.(2014·深圳中学模拟)曲线y=x3在原点处的切线方程为________.解析∵y′=3x2,∴k=y′|x=0=0,∴曲线y=x3在原点处的切线方程为y=0.答案y=02.已知f(x)=x ln x,若f′(x0)=2,则x0=________.解析f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=ln x+1,由f′(x0)=2,即ln x0+1=2,解得x0=e.答案 e3.(2014·辽宁五校联考)曲线y=3ln x+x+2在点P0处的切线方程为4x-y-1=0,则点P0的坐标是________.解析由题意知y′=3x+1=4,解得x=1,此时4×1-y-1=0,解得y=3,∴点P0的坐标是(1,3).答案(1,3)4.(2014·烟台期末)设函数f(x)=x sin x+cos x的图象在点(t,f(t))处切线的斜率为k,则函数k=g(t)的部分图象为________.解析函数f(x)的导函数为f′(x)=(x sin x+cos x)′=x cos x,即k=g(t)=t cos t,则函数g(t)为奇函数,图象关于原点对称,排除①,③.当0<t<π2时,g(t)>0,所以排除④,选②.答案②5.曲线y=sin xsin x+cos x-12在点M⎝⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为________.解析y′=cos2x+sin2x(sin x+cos x)2=11+sin 2x,故所求切线斜率k==12.答案1 26.(2013·广东卷)若曲线y=ax2-ln x在点(1,a)处的切线平行于x轴,则a=________.解析y′=2ax-1x,∴y′|x=1=2a-1=0,∴a=12.答案1 27.已知f(x)=x2+3xf′(2),则f′(2)=________.解析 由题意得f ′(x )=2x +3f ′(2), ∴f ′(2)=2×2+3f ′(2),∴f ′(2)=-2. 答案 -28.(2013·江西卷)若曲线y =x α+1(α∈R )在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则α=________. 解析y ′=αx α-1,∴斜率k =y ′|x =1=α=2-01-0=2,∴α=2.答案 2 二、解答题9.求下列函数的导数: (1)y =e x ·ln x ; (2)y =x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(3)y =x -sin x 2cos x2; (4)y =(x +1) ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1.解 (1)y ′=(e x ·ln x )′=e x ln x +e x ·1x =e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +1x . (2)∵y =x 3+1+1x 2,∴y ′=3x 2-2x 3. (3)先使用三角公式进行化简,得 y =x -sin x 2cos x 2=x -12sin x ,∴y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12sin x ′=x ′-12(sin x )′=1-12cos x .(4)先化简,y =x ·1x -x +1x -1=∴y ′==-12x ⎝⎛⎭⎪⎫1+1x .10.(2014·南通二模)f (x )=ax -1x ,g (x )=ln x ,x >0,a ∈R 是常数.(1)求曲线y =g (x )在点P (1,g (1))处的切线l .(2)是否存在常数a ,使l 也是曲线y =f (x )的一条切线.若存在,求a 的值;若不存在,简要说明理由.解 (1)由题意知,g (1)=0,又g ′(x )=1x ,g ′(1)=1,所以直线l 的方程为y =x-1.(2)设y =f (x )在x =x 0处的切线为l ,则有⎩⎪⎨⎪⎧ ax 0-1x 0=x 0-1,a +1x 20=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2,a =34,此时f (2)=1, 即当a =34时,l 是曲线y =f (x )在点Q (2,1)的切线.能力提升题组(建议用时:25分钟)一、填空题1.(2014·盐城一模)设P 为曲线C :y =x 2+2x +3上的点,且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4,则点P 横坐标的取值范围是________. 解析 设P (x 0,y 0),倾斜角为α,y ′=2x +2,则k =tan α=2x 0+2∈[0,1],解得x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-12. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-12 2.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x ),f 2(x )=f 1′(x ),…,f n (x )=f ′n -1(x ),n ∈N *,则f 2 013(x )=________.解析 f 1(x )=f 0′(x )=cos x ,f 2(x )=f 1′(x )=-sin x ,f 3(x )=f 2′(x )=-cos x ,f 4(x )=f 3′(x )=sin x ,…,由规律知,这一系列函数式值的周期为4,故f 2 013(x )f 1(x )=cos x .答案 cos x3.(2014·武汉中学月考)已知曲线f (x )=x n +1(n ∈N *)与直线x =1交于点P ,设曲线y =f (x )在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为x n ,则log 2 013x 1+log 2 013x 2+…+log 2 013x 2 012的值为________.解析 f ′(x )=(n +1)x n ,k =f ′(1)=n +1,点P (1,1)处的切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0,得x =1-1n +1=n n +1,即x n =n n +1, ∴x 1·x 2·…·x 2 012=12×23×34×…×2 0112 012×2 0122 013=12 013,则log 2 013x 1+log 2 013x 2+…+log 2 013x 2 012=log 2 013(x 1x 2…x 2 012)=-1.答案 -1二、解答题4.设函数f (x )=ax -b x ,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;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.(1)解 方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3,当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2,于是⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎨⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x . (2)证明 设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由f ′(x )=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0),即y -(x 0-3x 0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0).令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0.令y=x,得y=x=2x0,从而得切线与直线y=x的交点坐标为(2x0,2x0).所以点P(x0,y0)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形面积为12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x0|2x0|=6.故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形面积为定值,此定值为6.。
[推荐学习]2017高考数学一轮复习第三章导数及其应用3.1.1导数的概念及其几何意义对点训练理
2017高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1.1 导数的概念及其几何意义对点训练 理1.曲线y =x e x -1在点(1,1)处切线的斜率等于( )A .2eB .eC .2D .1答案 C解析 ∵y ′=x ′·ex -1+x ·(ex -1)′=(1+x )ex -1,∴曲线在点(1,1)处的切线斜率为y ′|x =1=2.故选C.2.下列四个图象中,有一个是函数f (x )=13x 3+ax 2+(a 2-4)x +1(a ∈R ,a ≠0)的导函数y =f ′(x )的图象,则f (1)=( )A.103B.43 C .-23D .1答案 C解析 f ′(x )=x 2+2ax +(a 2-4),由a ≠0,结合导函数y =f ′(x )的图象,知导函数图象为③,从而可知a 2-4=0,解得a =-2或a =2,再结合-2a 2>0知a <0,所以a =-2,代入可得函数f (x )=13x 3-2x 2+1,可得f (1)=-23,故选C.3.已知t 为实数,f (x )=(x 2-4)·(x -t )且f ′(-1)=0,则t 等于( ) A .0 B .-1 C.12 D .2答案 C解析 依题意得,f ′(x )=2x (x -t )+(x 2-4)=3x 2-2tx -4,∴f ′(-1)=3+2t -4=0,即t =12.4.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 y ′=e x ,则y =e x在点(0,1)处的切线的斜率k 切=1,又曲线y =1x(x >0)上点P处的切线与y =e x在点(0,1)处的切线垂直,所以y =1x(x >0)在点P 处的切线的斜率为-1,设P (a ,b ),则曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线的斜率为y ′|x =a =-a -2=-1,可得a =1,又P (a ,b )在y =1x上,所以b =1,故P (1,1).5.若曲线y =x ln x 上点P 处的切线平行于直线2x -y +1=0,则点P 的坐标为________. 答案 (e ,e)解析 y ′=ln x +1,设P (x 0,y 0),ln x 0+1=2得x 0=e ,则y 0=e ,∴P 点坐标为(e ,e).6.若对于曲线f (x )=-e x-x (e 为自然对数的底数)的任意切线l 1,总存在曲线g (x )=ax +2cos x 的切线l 2,使得l 1⊥l 2,则实数a 的取值范围为________.答案 [-1,2]解析 易知函数f (x )=-e x-x 的导数为f ′(x )=-e x-1,设l 1与曲线f (x )=-e x-x 的切点为(x 1,f (x 1)),则l 1的斜率k 1=-e x 1-1.易知函数g (x )=ax +2cos x 的导数为g ′(x )=a -2sin x ,设l 2与曲线g (x )=ax +2cos x 的切点为(x 2,g (x 2)),则l 2的斜率k 2=a -2sin x 2.由题设可知k 1·k 2=-1,从而有(-e x 1-1)(a -2sin x 2)=-1,∴a -2sin x 2=1e x 1+1,故由题意知对任意x 1,总存在x 2使得上述等式成立,则有y 1=1e x 1+1的值域是y 2=a -2sin x 2值域的子集,则(0,1)⊆[a -2,a +2],则⎩⎪⎨⎪⎧a -2≤0,a +2≥1,∴-1≤a ≤2.7.已知函数f (x )=ax 3+3x 2-6ax -11,g (x )=3x 2+6x +12和直线m :y =kx +9,且f ′(-1)=0.(1)求a 的值;(2)是否存在实数k ,使直线m 既是曲线y =f (x )的切线,又是曲线y =g (x )的切线?如果存在,求出k 的值;如果不存在,请说明理由.解 (1)由已知得f ′(x )=3ax 2+6x -6a , ∵f ′(-1)=0,∴3a -6-6a =0,∴a =-2.(2)存在.由已知得,直线m 恒过定点(0,9),若直线m 是曲线y =g (x )的切线,则设切点为(x 0,3x 20+6x 0+12).∵g ′(x 0)=6x 0+6,∴切线方程为y -(3x 20+6x 0+12)=(6x 0+6)(x -x 0), 将(0,9)代入切线方程,解得x 0=±1. 当x 0=-1时,切线方程为y =9; 当x 0=1时,切线方程为y =12x +9. 由(1)知f (x )=-2x 3+3x 2+12x -11,①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2. 在x=-1处,y=f(x)的切线方程为y=-18;在x=2处,y=f(x)的切线方程为y=9,∴y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9.②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0处,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;在x=1处,y=f(x)的切线方程为y=12x-10;∴y=f(x)与y=g(x)的公切线不是y=12x+9.综上所述,y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9,此时k=0.。
(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.2 导数的应用 课时2 导数与函数
失误与防范
1.求函数单调区间与函数极值时要养成列表的习惯,可使问题直观 且有条理,减少失分的可能. 2.求函数最值时,不可想当然地认为极值点就是最值点,要通过认 真比较才能下结论. 3.函数在给定闭区间上存在极值,一般要将极值与端点值进行比较 才能确定最值.
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练出高分
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解析答案
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解析答案
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13.函数f(x)=x3-3ax+b(a>0)的极大值为6,极小值为2,则f(x)的单调 递减区间是________.
解析答案
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14.若函数f(x)=x3-3x在(a,6-a2)上有最小值,则实数a的取值范围 是________.
解析答案
(2)求f(x)在区间(0,e]上的最小值.
思维升华
解析答案
跟踪训练2
已知 y=f(x)是奇函数,当 x∈(0,2)时,f(x)=ln x-ax (a>12),当 x∈(-2,0) 时,f(x)的最小值为 1,则 a 的值等于__1_.
解析 由题意知,当x∈(0,2)时,f(x)的最大值为-1.
(-∞,k-
(k-1,+
x
k-1
1)
∞)
f′(x)
-
0
+
所以,f(x)的单调递减区间是(-∞,k-1);单调递增区间是(k-1,+∞).
f(x)
↘
-ek-
↗
解析答案
江苏专版高考数学一轮复习第三章导数及其应用第一节导数的概念及导数的运算教案文含解析苏教版
江苏专版高考数学一轮复习第三章导数及其应用第一节导数的概念及导数的运算教案文含解析苏教版第一节 导数的概念及导数的运算1.导数的概念 (1)平均变化率一般地,函数f (x )在区间[x 1,x 2]上的平均变化率为f x 2-f x 1x 2-x 1.(2)函数y =f (x )在x =x 0处的导数 ①定义:设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),若Δx 无限趋近于0时,此值ΔyΔx =f x 0+Δx -f x 0Δx无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x =x 0处可导,并称该常数A为函数f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0).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 -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0).(3)函数f (x )的导函数若f (x )对于区间(a ,b )内任一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着自变量x 的变化而变化,因而也是自变量x 的函数,该函数称为f (x )的导函数.2.基本初等函数的导数公式原函数导函数f (x )=x α 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 xf (x )=log a x (a >0,且a ≠1)f ′(x )=1x ln af (x )=ln xf ′(x )=1x3.导数的运算法则(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[Cf (x )]′=Cf ′(x )(C 为常数);(3)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); (4)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f x g x ′=f ′x g x -f x g ′x g 2x (g (x )≠0).[小题体验]1.设f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0的值为________. 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. 答案:e2.曲线y =x 3-x +3在点(1,3)处的切线方程为________. 答案:2x -y +1=03.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)=_____.解析:由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,所以f ′(3)=-13,因为g (x )=xf (x ),所以g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),所以g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,所以g ′(3)=1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0.答案:01.利用公式求导时要特别注意不要将幂函数的求导公式(x α)′=αx α-1与指数函数的求导公式(a x)′=a xln a 混淆.2.求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3.曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.[小题纠偏]1.函数y =x cos x -sin x 的导数为________.解析:y ′=(x cos x )′-(sin x )′=x ′cos x +x (cos x )′-cos x =cos x -x sin x -cos x =-x sin x .答案:-x sin x2.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,所以ex =a ,又-1a·e 0x=-x 0+1,所以x 0=2,a =e 2.答案:e 23.若存在过点(1,0)的直线与曲线y =x 3和y =ax 2+154x -9都相切,则a =________.解析:因为y =x 3,所以y ′=3x 2,设过(1,0)的直线与y =x 3相切于点(x 0,x 30),则在该点处的切线斜率为k =3x 20,所以切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),即y =3x 20x -2x 30,又(1,0)在切线上,则x 0=0或x 0=32,当x 0=0时,由y =0与y =ax 2+154x -9相切,可得a =-2564,当x 0=32时,由y =274x -274与y =ax 2+154x -9相切,可得a =-1.答案:-1或-2564考点一 导数的运算基础送分型考点——自主练透[题组练透]求下列函数的导数. (1)f (x )=x 3+x ; (2)f (x )=sin x +x ; (3)f (x )=e x cos x ; (4)f (x )=x -1x-ln x . 解:(1)f ′(x )=(x 3+x )′=(x 3)′+(x )′=3x 2+1. (2)f ′(x )=cos x +1.(3)f ′(x )=e xcos x -e xsin x =e x(cos x -sin x ). (4)f ′(x )=1x 2-1x =1-xx2.[谨记通法]求函数导数的3种原则考点二 导数的几何意义题点多变型考点——多角探明[锁定考向]导数的几何意义是把函数的导数与曲线的切线联系在一起,一般不单独考查,在填空题中会出现,有时也体现在解答题中,难度偏小.常见的命题角度有: (1)求切线方程; (2)求切点坐标;(3)求参数的值(范围).[题点全练]角度一:求切线方程1.(2019·泰州检测)若函数f (x )=2x 在点(a ,f (a ))处的切线与直线2x +y -4=0垂直,则该切线方程为________.解析:∵切线与直线2x +y -4=0垂直, ∴切线的斜率是12.∵f (x )=2x ,∴f ′(x )=x12-,∴f ′(a )=a12-=12. 解得a =4,则f (4)=4,故函数f (x )在点(4,4)处的切线方程为x -2y +4=0. 答案:x -2y +4=02.已知曲线y =x 与y =8x的交点为C ,两曲线在点C 处的切线分别为l 1,l 2,则切线l 1,l 2与y 轴所围成的三角形的面积为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,y =8x,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =2,即C (4,2),由y =x ,得y ′=(x )′=12x ,则直线l 1的斜率k 1=14,∴l 1:y =14x +1.同理可得l 2:y =-12x +4,如图,易知S △ABC =12×3×4=6,即所求的面积为6.答案:6角度二:求切点坐标3.(2019·扬州模拟)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________.解析:f ′(x )=3x 2-1,令f ′(x )=2,则3x 2-1=2,解得x =1或x =-1,所以P (1,3)或(-1,3),经检验,点(1,3),(-1,3)均不在直线y =2x -1上,符合题意.答案:(1,3)和(-1,3) 角度三:求参数的值(范围)4.(2018·常州高三期末)已知函数f (x )=bx +ln x ,其中b ∈R.若过原点且斜率为k 的直线与曲线y =f (x )相切,则k -b 的值为________.解析:设切点为(x 0,bx 0+ln x 0),f ′(x )=b +1x ,则k =b +1x 0,故切线方程为y -(bx 0+ln x 0)=⎝⎛⎭⎪⎫b +1x(x -x 0),将(0,0)代入,可得x 0=e ,则k =b +1e ,∴k -b =1e .答案:1e[通法在握]与切线有关问题的处理策略(1)已知切点A (x 0,y 0)求斜率k ,即求该点处的导数值,k =f ′(x 0). (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k .(3)求过某点M (x 1,y 1)的切线方程时,需设出切点A (x 0,f (x 0)),则切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0),再把点M (x 1,y 1)代入切线方程,求x 0.[演练冲关]1.曲线f (x )=2x -e x与y 轴的交点为P ,则曲线在点P 处的切线方程为________. 解析:曲线f (x )=2x -e x 与y 轴的交点为(0,-1). 且f ′(x )=2-e x,所以f ′(0)=1. 所以所求切线方程为y +1=x ,即x -y -1=0. 答案:x -y -1=02.(2018·南京、盐城高三二模)在平面直角坐标系xOy 中,曲线y =mx +1(m >0)在x=1处的切线为l ,则点(2,-1)到直线l 的距离的最大值为________.解析:把x =1代入y =m x +1,得y =m2, 则切线l 过点⎝ ⎛⎭⎪⎫1,m 2.∵y ′=-m x +12,∴切线的斜率k =y ′|x =1=-m4.∴切线l 的方程为y -m 2=-m4(x -1),即mx +4y -3m =0.∴点(2,-1)到直线l 的距离d =|2m -4-3m |m 2+42=|-4-m |m 2+16=m +4m 2+16=m +42m 2+16=m 2+8m +16m 2+16=1+8mm 2+16= 1+8m +16m≤ 1+82m ·16m=2,当且仅当m =16m,即m =4时取“=”,故所求最大值为 2. 答案: 23.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=-aa +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,+∞.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2019·常州调研)函数f (x )=e x +x 2+sin x 的导函数f ′(x )=________. 答案:e x+2x +cos x2.(2018·镇江调研)函数f (x )=(x +1)2(x -1)在x =1处的导数等于________. 解析:由f (x )=(x +1)2(x -1)=x 3+x 2-x -1,得f ′(x )=3x 2+2x -1, 所以f ′(1)=3+2-1=4. 答案:43.(2018·苏州暑假测试)曲线y =e x在x =0处的切线方程为____________. 解析:因为y ′=e x,所以y =e x在x =0处的切线斜率k =e 0=1, 因此切线方程为y -1=1×(x -0),即x -y +1=0. 答案:x -y +1=04.已知函数f (x )=1x cos x ,则f (π)+f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=________.解析:因为f ′(x )=-1x 2cos x +1x(-sin x ),所以f (π)+f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=-1π+2π·(-1)=-3π. 答案:-3π5.(2019·苏州调研)已知函数f (x )=-x 3+ax 2+b (a ,b ∈R)图象上任意一点处的切线的斜率都小于1,则实数a 的取值范围是________.解析:∵f ′(x )=-3x 2+2ax =-3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 32+a23,当x =a 3时,f ′(x )取到最大值a 23.∴a 23<1,解得-3<a < 3. 答案:(-3,3)6.(2018·苏北四市调研)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________.解析:因为f (x )=x 3-2x 2+x +6,所以f ′(x )=3x 2-4x +1,所以f ′(-1)=8, 故切线方程为y -2=8(x +1),即8x -y +10=0, 令x =0,得y =10,令y =0,得x =-54,所以所求面积S =12×54×10=254.答案:254二保高考,全练题型做到高考达标1.设函数f (x )的导函数为f ′(x ),且f (x )=x 2+2xf ′(1),则f ′(2)=________. 解析:因为f (x )=x 2+2xf ′(1),所以f ′(x )=2x +2f ′(1),令x =1,得f ′(1)=2+2f ′(1),解得f ′(1)=-2,则f ′(x )=2x -4,所以f ′(2)=2×2-4=0.答案:02.已知f (x )=ax 4+b cos x +7x -2.若f ′(2 018)=6,则f ′(-2 018)=________. 解析:因为f ′(x )=4ax 3-b sin x +7. 所以f ′(-x )=4a (-x )3-b sin(-x )+7 =-4ax 3+b sin x +7. 所以f ′(x )+f ′(-x )=14. 又f ′(2 018)=6,所以f ′(-2 018)=14-6=8. 答案:83.(2019·淮安调研)曲线y =1-2x +2在点(-1,-1)处的切线方程为________. 解析:因为y =1-2x +2=x x +2, 所以y ′=x +2-x x +22=2x +22,y ′| x =-1=2,所以曲线在点(-1,-1)处的切线斜率为2, 所以所求切线方程为y +1=2(x +1),即y =2x +1. 答案:y =2x +14.(2018·无锡期末)在曲线y =x -1x(x >0)上一点P (x 0,y 0)处的切线分别与x 轴,y轴交于点A ,B ,O 是坐标原点,若△OAB 的面积为13,则x 0=________.解析:因为y ′=1+1x2,切点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,x 0-1x 0,x 0>0,所以切线斜率k =y ′|x =x 0=1+1x 20,所以切线方程是y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-1x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 20(x -x 0).令y =0,得x =2x 0x 20+1,即A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 0x 20+1,0; 令x =0,得y =-2x 0,即B ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-2x 0.所以S △OAB =12·2x 0x 20+1·2x 0=2x 20+1=13,解得x 0= 5.答案: 55.已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,且与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m =________.解析:因为f ′(x )=1x,所以直线l 的斜率为k =f ′(1)=1, 又f (1)=0,所以切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0),则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,解得m =-2. 答案:-26.(2018·淮安高三期中)已知函数f (x )=x 3.设曲线y =f (x )在点P (x 1,f (x 1))处的切线与该曲线交于另一点Q(x 2,f (x 2)),记f ′(x )为函数f (x )的导函数,则f ′x 1f ′x 2的值为________.解析:由f ′(x )=3x 2,得f ′(x 1)=3x 21,所以曲线y =f (x )在点P (x 1,x 31)处的切线方程为y =3x 21x -2x 31,由⎩⎪⎨⎪⎧y =3x 21x -2x 31,y =x 3,解得Q(-2x 1,-8x 31),所以x 2=-2x 1,所以f ′x 1f ′x 2=3x 213x 22=14.答案:147.(2019·南通一调)已知两曲线f (x )=2sin x ,g (x )=a cos x ,x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2相交于点P .若两曲线在点P 处的切线互相垂直,则实数a 的值为________.解析:f ′(x )=2cos x ,g ′(x )=-a sin x .设点P 的横坐标为x 0,则f (x 0)=g (x 0),f ′(x 0)·g ′(x 0)=-1,即2sin x 0=a cos x 0,(2cos x 0)·(-a sin x 0)=-1,所以4sin 2x 0=1.即 sin x 0=±12,因为x 0∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,所以sin x 0=12,cos x 0=32,所以a =233.答案:2338.曲边梯形由曲线y =x 2+1,y =0,x =1,x =2所围成,过曲线y =x 2+1(x ∈[1,2])上一点P 作切线,使得此切线从曲边梯形上切出一个面积最大的普通梯形,则这一点的坐标为________.解析:设P (x 0,x 20+1),x 0∈[1,2],则易知曲线y =x 2+1在点P 处的切线方程为y -(x 2+1)=2x 0(x -x 0),所以y =2x 0(x -x 0)+x 20+1,设g (x )=2x 0(x -x 0)+x 20+1,则g (1)+g (2)=-2x 20+6x 0+2,所以S 普通梯形=g 1+g 22×1=-x 20+3x 0+1=-⎝⎛⎭⎪⎫x 0-322+134,所以P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134时,S 普通梯形最大.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫32,1349.(2019·盐城中学月考)求下列函数的导数: (1)y =x 2(ln x +sin x ); (2)y =cos x -x x2; (3)y =x ln x .解:(1)y ′=2x (ln x +sin x )+x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x+cos x =2x ln x +2x sin x +x +x 2cos x .(2)y ′=-sin x -1x 2-cos x -x ·2xx 4=x -2cos x -x sin xx 3.(3)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫12·1x ln x +x ·1x =2+ln x 2x .10.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:(1)因为f ′(x )=3x 2-8x +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 (x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),因为f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,所以切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)(x -2),又切线过点P (x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),所以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1,所以经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0或y +2=0.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.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,所以曲线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, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ -ln x 0-14=ax 0, ①a =-1x 0. ②将②代入①得ln x 0=34, 所以x 0=e 34,所以a =-1e34=-e 34-. 答案:-e34-2.(2018·启东中学高三测试)已知函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12和直线l:y=kx+9,且f′(-1)=0.(1)求a的值;(2)是否存在实数k,使直线l既是曲线y=f(x)的切线,又是曲线y=g(x)的切线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.解:(1)由已知得f′(x)=3ax2+6x-6a,因为f′(-1)=0,所以3a-6-6a=0,解得a=-2.(2)存在,理由如下:由已知得,直线l恒过定点(0,9),若直线l是曲线y=g(x)的切线,则设切点为(x0,3x20+6x0+12).因为g′(x0)=6x0+6,所以切线方程为y-(3x20+6x0+12)=(6x0+6)(x-x0),将(0,9)代入切线方程,解得x0=±1.当x0=-1时,切线方程为y=9;当x0=1时,切线方程为y=12x+9.由(1)知f′(x)=-6x2+6x+12,①由f′(x)=0,得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2.当x=-1时,y=f(x)的切线方程为y=-18;当x=2时,y=f(x)的切线方程为y=9,所以y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9.②由f′(x)=12,得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0处,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;在x=1处,y=f(x)的切线方程为y=12x-10.所以y=f(x)与y=g(x)的公切线不是y=12x+9.综上所述,y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9,此时k=0.。
(江苏专用)2017版高考数学大一轮复习 第三章 导数及其应用 文
第三章导数及其应用
【知识网络】
【考情分析】
近几年江苏高考对导数的考查十分重视,难度保持中等以上,考试中有时会涉及一些文字型应用题,在数学思想上也有很强的体现.其考查情况如下:
【备考策略】
1.由上面的考情分析可知,导数的复习重点是理解导数的概念,熟记导数的运算法则和求导公式,熟练掌握导数的几何意义及在实际问题中的应用,会利用导数研究函数的单调性与极(最)值,并且能够将导数知识灵活地运用于求解不等式等相关内容.
2.导数是求解函数的单调性、极(最)值问题及曲线的切线方程等最有力的工具.对导数问题的考查多以三次函数、二次函数为载体,常常伴随不等式的证明一起考查,复习时应加强这方面的训练.
3.导数是高中数学知识的一个重要交汇点,是联系多个章节内容及解决相关问题的重要工具,它常与方程、不等式等内容交叉渗透、自然交汇.这类问题的解决,首先利用导数判断其单调性(对方程而言首先构造函数),然后画出草图,利用数形结合的思想,并根据图象与x 轴的交点情况,建立参数方程组或不等式组进行求解.复习时要求学生领会应用函数和导数解决问题的思想方法,并将知识融会贯通.。
(江苏专用)高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理-人教版高三全册数学
【步步高】(某某专用)2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理1.导数与导函数的概念(1)设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),若Δx 无限趋近于0时,比值Δy Δx=f x 0+Δx -f x 0Δx无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x =x 0处可导,并称该常数A 为函数f (x )在x =x 0处的导数(derivative),记作f ′(x 0).(2)若f (x )对于区间(a ,b )内任一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着自变量x 的变化而变化,因而也是自变量x 的函数,该函数称为f (x )的导函数,记作f ′(x ). 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k ,即k =f ′(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 )=0 f (x )=x α(α为常数)f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos_x f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x f (x )=e x f ′(x )=e x f (x )=a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=a x ln_a f (x )=ln x f ′(x )=1xf (x )=log a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=1x ln a4.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 xg x ]′=f ′x g x -f x g ′xg 2x(g (x )≠0).5.复合函数的导数若y =f (u ),u =ax +b ,则y ′x =y ′u ·u ′x ,即y ′x =y ′u ·a . 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)f ′(x 0)与(f (x 0))′表示的意义相同.( × ) (2)求f ′(x 0)时,可先求f (x 0)再求f ′(x 0).( × ) (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( √ ) (4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( × ) (5)函数f (x )=sin(-x )的导数是f ′(x )=cos x .( × )1.(教材改编)f ′(x )是函数f (x )=13x 3+2x +1的导函数,则f ′(-1)的值为________.答案 3解析 ∵f (x )=13x 3+2x +1,∴f ′(x )=x 2+2.∴f ′(-1)=3.2.如图所示为函数y =f (x ),y =g (x )的导函数的图象,那么y =f (x ),y =g (x )的图象可能是________.答案 ④解析 由y =f ′(x )的图象知y =f ′(x )在(0,+∞)上单调递减,说明函数y =f (x )的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除①③.又由图象知y =f ′(x )与y =g ′(x )的图象在x =x 0处相交,说明y =f (x )与y =g (x )的图象在x =x 0处的切线的斜率相同,由图知②不符合,④符合,故④正确.3.设函数f (x )的导数为f ′(x ),且f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,则f ′(π4)=________.答案 - 2解析 因为f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,所以f ′(x )=f ′(π2)cos x -sin x ,所以f ′(π2)=f ′(π2)cos π2-sin π2,即f ′(π2)=-1,所以f (x )=-sin x +cos x .f ′(x )=-cos x -sin x .故f ′(π4)=-cos π4-sin π4=- 2.4.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值X 围是__________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π解析 ∵y =4e x +1,∴y ′=-4exe x+12=-4e xe 2x +2e x+1=-4e x +1ex +2. ∵e x >0,∴e x +1e x ≥2,当且仅当e x=1e x =1,即x =0时,“=”成立.∴y ′∈[-1,0), ∴tan α∈[-1,0).又α∈[0,π), ∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 5.(2015·某某)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 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=-1m2 (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).题型一 导数的运算 例1 求下列函数的导数: (1)y =(3x 2-4x )(2x +1); (2)y =x 2sin x ; (3)y =3x e x-2x+e ; (4)y =ln xx 2+1; (5)y =ln(2x -5).解 (1)∵y =(3x 2-4x )(2x +1) =6x 3+3x 2-8x 2-4x =6x 3-5x 2-4x , ∴y ′=18x 2-10x -4.(2)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (3)y ′=(3x e x )′-(2x)′+e′ =(3x )′e x +3x (e x )′-(2x)′ =3x e x ln 3+3x e x -2xln 2 =(ln 3+1)·(3e)x -2xln 2.(4)y ′=ln x ′x 2+1-ln x x 2+1′x 2+12=1xx 2+1-2x ln xx 2+12=x 2+1-2x 2ln x x x 2+12.(5)令u =2x -5,y =ln u ,则y ′=(ln u )′u ′=12x -5·2=22x -5,即y ′=22x -5.思维升华 (1)求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;遇到函数的商的形式时,如能化简则化简,这样可避免使用商的求导法则,减少运算量.(2)复合函数求导时,先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元.(1)f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=________.(2)若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)=________. 答案 (1)1 (2)-2解析 (1)f ′(x )=2 016+ln x +x ×1x=2 017+ln x ,故由f ′(x 0)=2 017得2 017+ln x 0=2 017,则ln x 0=0,解得x 0=1. (2)f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数,且f ′(1)=2, ∴f ′(-1)=-2. 题型二 导数的几何意义命题点1 已知切点的切线方程问题例2 (1)函数f (x )=ln x -2xx的图象在点(1,-2)处的切线方程为__________.(2)曲线y =e-2x+1在点(0,2)处的切线与直线y =0和y =x 围成的三角形的面积为________.答案 (1)x -y -3=0 (2)13解析 (1)f ′(x )=1-ln xx2,则f ′(1)=1, 故该切线方程为y -(-2)=x -1,即x -y -3=0. (2)∵y ′=-2e-2x,曲线在点(0,2)处的切线斜率k =-2,∴切线方程为y =-2x +2,该直线与直线y =0和y =x 围成的三角形如图所示,其中直线y =-2x +2与y =x 的交点为A (23,23),∴三角形的面积S =12×1×23=13.命题点2 未知切点的切线方程问题例3 (1)与直线2x -y +4=0平行的抛物线y =x 2的切线方程是__________.(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 (1)2x -y -1=0 (2)x -y -1=0解析 (1)对y =x 2求导得y ′=2x .设切点坐标为(x 0,x 20),则切线斜率为k =2x 0. 由2x 0=2得x 0=1,故切线方程为y -1=2(x -1),即2x -y -1=0. (2)∵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 ,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 0ln x 0,y 0+1=1+ln x 0x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴切点为(1,0),∴f ′(1)=1+ln 1=1. ∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0. 命题点3 和切线有关的参数问题例4 已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,且与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m =________. 答案 -2解析 ∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1. 又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0), 则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,于是解得m =-2.命题点4 导数与函数图象的关系例5 如图,点A (2,1),B (3,0),E (x,0)(x ≥0),过点E 作OB 的垂线l .记△AOB 在直线l 左侧部分的面积为S ,则函数S =f (x )的图象为下图中的________(填序号).答案 ④解析 函数的定义域为[0,+∞),当x ∈[0,2]时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越大,即斜率f ′(x )在[0,2]内大于0且越来越大,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是下凸的;当x ∈(2,3)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越小,即斜率f ′(x )在(2,3)内大于0且越来越小,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是上凸的; 当x ∈[3,+∞)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 为0,即斜率f ′(x )在[3,+∞)内为常数0,此时,函数图象为平行于x 轴的射线.思维升华 导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面: (1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0). (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k .(3)若求过点P (x 0,y 0)的切线方程,可设切点为(x 1,y 1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 1=f x 1,y 0-y 1=f ′x 1x 0-x 1求解即可.(4)函数图象在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数图象在相应点处的变化情况,由切线的倾斜程度可以判断出函数图象升降的快慢.(1)已知函数f (x )=3x +cos 2x +sin 2x ,a =f ′(π4),f ′(x )是f (x )的导函数,则过曲线y =x 3上一点P (a ,b )的切线方程为__________________. (2)若直线y =2x +m 是曲线y =x ln x 的切线,则实数m 的值为________. 答案 (1)3x -y -2=0或3x -4y +1=0 (2)-e 解析 (1)由f (x )=3x +cos 2x +sin 2x 得f ′(x )=3-2sin 2x +2cos 2x , 则a =f ′(π4)=3-2sin π2+2cos π2=1.由y =x 3得y ′=3x 2,当P 点为切点时,切线的斜率k =3a 2=3×12=3. 又b =a 3,则b =1,所以切点P 的坐标为(1,1). 故过曲线y =x 3上的点P 的切线方程为y -1=3(x -1), 即3x -y -2=0.当P 点不是切点时,设切点为(x 0,x 30), ∴切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),∵P (a ,b )在曲线y =x 3上,且a =1,∴b =1. ∴1-x 30=3x 20(1-x 0), ∴2x 30-3x 20+1=0, ∴2x 30-2x 20-x 20+1=0, ∴(x 0-1)2(2x 0+1)=0, ∴切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-18,∴此时的切线方程为y +18=34⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12,综上,满足题意的切线方程为3x -y -2=0或3x -4y +1=0. (2)设切点为(x 0,x 0ln x 0),由y ′=(x ln x )′=ln x +x ·1x=ln x +1,得切线的斜率k =ln x 0+1,故切线方程为y -x 0ln x 0=(ln x 0+1)(x -x 0), 整理得y =(ln x 0+1)x -x 0,与y =2x +m 比较得⎩⎪⎨⎪⎧ln x 0+1=2,-x 0=m ,解得x 0=e ,故m =-e.4.求曲线的切线方程条件审视不准致误典例 (14分)若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,求a 的值.易错分析 由于题目中没有指明点O (0,0)的位置情况,容易忽略点O 在曲线y =x 3-3x 2+2x 上这个隐含条件,进而不考虑O 点为切点的情况. 规X 解答解 易知点O (0,0)在曲线y =x 3-3x 2+2x 上. (1)当O (0,0)是切点时,由y ′=3x 2-6x +2,得在原点处的切线斜率k =2, 即直线l 的斜率为2,故直线l 的方程为y =2x . 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =x 2+a ,得x 2-2x +a =0,依题意Δ=4-4a =0,得a =1.[5分](2)当O (0,0)不是切点时,设直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 相切于点P (x 0,y 0),则y 0=x 30-3x 20+2x 0,且k =3x 20-6x 0+2,① 又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②联立①②,得x 0=32(x 0=0舍去),所以k =-14,故直线l 的方程为y =-14x .[9分]由⎩⎪⎨⎪⎧y =-14x ,y =x 2+a ,得x 2+14x +a =0,依题意,Δ=116-4a =0,得a =164.[12分]综上,a =1或a =164.[14分]温馨提醒 对于求曲线的切线方程没有明确切点的情况,要先判断切线所过点是否在曲线上;若所过点在曲线上,要对该点是否为切点进行讨论.[方法与技巧]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.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.未知切点的曲线切线问题,一定要先设切点,利用导数的几何意义表示切线的斜率建立方程. [失误与防X]1.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.复合函数的导数要正确分解函数的结构,由外向内逐层求导.2.求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3.曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)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)=________. 答案 -1解析 由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x.∴f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.2.已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为________.答案 1e解析 y =ln x 的定义域为(0,+∞),且y ′=1x,设切点为(x 0,ln x 0),则曲线在x =x 0处的切线斜率k =1x 0,切线方程为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),因为切线过点(0,0),所以-ln x 0=-1, 解得x 0=e ,故此切线的斜率为1e.3.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 2 016(x )=____________.答案 sin x -cos x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 1(x ), ∴f n (x )是以4为周期的函数, ∴f 2 016(x )=f 4(x )=sin x -cos x .4.设曲线y =ax -ln x 在点(1,1)处的切线方程为y =2x ,则a =________. 答案 3解析 令f (x )=ax -ln x ,则f ′(x )=a -1x.由导数的几何意义可得在点(1,1)处的切线的斜率为f ′(1)=a -1.又切线方程为y =2x ,则有a -1=2,∴a =3.5.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)=______________.答案 0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. 6.在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =ax 2+b x (a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x +2y +3=0平行,则a +b 的值是______.答案 -3解析 y =ax 2+b x 的导数为y ′=2ax -b x2,直线7x +2y +3=0的斜率为-72. 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 4a +b 2=-5,4a -b 4=-72,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =-2,则a +b =-3. 7.已知函数f (x )=x 3-3x ,若过点A (0,16)且与曲线y =f (x )相切的直线方程为y =ax +16,则实数a 的值是________.答案 9解析 先设切点为M (x 0,y 0),则切点在曲线上有y 0=x 30-3x 0,①求导数得到切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3,又切线l 过A 、M 两点,所以k =y 0-16x 0, 则3x 20-3=y 0-16x 0,② 联立①②可解得x 0=-2,y 0=-2,从而实数a 的值为a =k =-2-16-2=9. 8.已知曲线y =1e x +1,则曲线的切线斜率取得最小值时的直线方程为______________. 答案 x +4y -2=0解析 y ′=-e x e x +12=-1e x +1ex +2, 因为e x >0,所以e x +1ex ≥2e x ×1e x =2(当且仅当e x =1e x ,即x =0时取等号), 则e x +1ex +2≥4,故y ′=-1e x +1e x +2≥-14当(x =0时取等号). 当x =0时,曲线的切线斜率取得最小值,此时切点的坐标为(0,12), 切线的方程为y -12=-14(x -0), 即x +4y -2=0.9.已知曲线y =x 3+x -2在点P 0处的切线l 1平行于直线4x -y -1=0,且点P 0在第三象限.(1)求P 0的坐标;(2)若直线l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.解 (1)由y =x 3+x -2,得y ′=3x 2+1,由已知令3x 2+1=4,解之得x =±1.当x =1时,y =0;当x =-1时,y =-4.又∵点P 0在第三象限,∴切点P 0的坐标为(-1,-4).(2)∵直线l ⊥l 1,l 1的斜率为4,∴直线l 的斜率为-14. ∵l 过切点P 0,点P 0的坐标为(-1,-4),∴直线l 的方程为y +4=-14(x +1), 即x +4y +17=0.10.设函数f (x )=ax -b x,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;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2, 于是⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b 2=12,a +b 4=74, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为 00203()()-=1+y y x x x - 即0020033()()=(1+)-.y x x x x x -- 令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0. 令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,且此定值为6.B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知函数f (x )=x +1,g (x )=a ln x ,若在x =14处函数f (x )与g (x )的图象的切线平行,则实数a 的值为________.答案 14解析 由题意可知()1212,f x x -'=g ′(x )=a x , 由f ′(14)=g ′(14),得1211()1244=,a -⨯ 可得a =14,经检验,a =14满足题意. 12.曲边梯形由曲线y =x 2+1,y =0,x =1,x =2所围成,过曲线y =x 2+1 (x ∈[1,2])上一点P 作切线,使得此切线从曲边梯形上切出一个面积最大的普通梯形,则这一点的坐标为____________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134 解析 设P (x 0,x 20+1),x 0∈[1,2],则易知曲线y =x 2+1在点P 处的切线方程为y -(x 20+1)=2x 0(x -x 0),∴y =2x 0(x -x 0)+x 20+1,设g (x )=2x 0(x -x 0)+x 20+1,则g (1)+g (2)=2(x 20+1)+2x 0(1-x 0+2-x 0),∴S 普通梯形=g 1+g 22×1=-x 20+3x 0+1=-⎝⎛⎭⎪⎫x 0-322+134,∴P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134时,S 普通梯形最大. 13.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X 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,即x +1x -a =0有解,∴a =x +1x≥2. 14.已知曲线f (x )=x n +1(n ∈N *)与直线x =1交于点P ,设曲线y =f (x )在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为x n ,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015的值为________. 答案 -1解析 f ′(x )=(n +1)x n,k =f ′(1)=n +1,点P (1,1)处的切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0,得x =1-1n +1=n n +1,即x n =n n +1, ∴x 1·x 2·…·x 2 015=12×23×34×…×2 0142 015×2 0152 016=12 016,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015=log 2 016(x 1x 2…x 2 015)=-1.15.已知函数f (x )=ax 3+3x 2-6ax -11,g (x )=3x 2+6x +12和直线m :y =kx +9,且f ′(-1)=0.(1)求a 的值;(2)是否存在k ,使直线m 既是曲线y =f (x )的切线,又是曲线y =g (x )的切线?如果存在,求出k 的值;如果不存在,请说明理由.解 (1)由已知得f ′(x )=3ax 2+6x -6a ,∵f ′(-1)=0,∴3a -6-6a =0,∴a =-2.(2)存在.由已知得,直线m 恒过定点(0,9),若直线m 是曲线y =g (x )的切线,则设切点为(x 0,3x 20+6x 0+12).∵g ′(x 0)=6x 0+6,∴切线方程为y -(3x 20+6x 0+12)=(6x 0+6)(x -x 0),将(0,9)代入切线方程,解得x0=±1.当x0=-1时,切线方程为y=9;当x0=1时,切线方程为y=12x+9.由(1)知f(x)=-2x3+3x2+12x-11,①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2.在x=-1处,y=f(x)的切线方程为y=-18;在x=2处,y=f(x)的切线方程为y=9,∴y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9.②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0处,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;在x=1处,y=f(x)的切线方程为y=12x-10;∴y=f(x)与y=g(x)的公切线不是y=12x+9.综上所述,y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9,此时k=0.。
江苏版高考数学一轮复习:专题3.1导数概念及其运算讲解附答案.doc
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】专题3.1 导数概念及其运算【考纲解读】内 容要 求备注A B C导数及其应用导数的概念√导数的几何意义√导数的运算√【直击考点】题组一 常识题1.[教材改编] 某斜抛物体抛出后相对于水平面的高度h ()m 与抛出后的时间t ()s 的函数关系是h (t )=-t 2+6t +10,则在3≤t ≤4这段时间内的平均速度为________m/s.【解析】 平均速度为h (4)-h (3)4-3=18-191=-1(m/s).2.[教材改编] 已知函数f (x )=5-3x +2x 2,且f ′(a )=-1,则a =________. 【解析】 由题意可知,f ′(x )=-3+4x ,所以f ′(a )=-3+4a =-1,解得a =12.3.[教材改编] 曲线y =2x 3-3x +5在点(2,15)处的切线的斜率为________. 【解析】 因为y ′=6x 2-3,所以在点(2,9)处切线的斜率k =6×22-3=21. 题组二 常错题4.若函数f (x )=4x 3+a 2+a ,则f ′(x )=__________.【解析】 f ′(x )=(4x 3+a 2+a )′=12x 2.本题易出现一种求导错解:f ′(x )=12x 2+2a +1,没弄清函数中的变量是x ,而a 只是一个字母常量,其导数为0.5.函数y =ln xex 的导函数为____________.【解析】y′=1x·e x-e x·ln x(e x)2=1-x ln xx e x.本题易出现用错商的求导法则的情况.题组三常考题6.已知函数f(x)=ax3-x+2的图像在点(1,f(1))处的切线过点(2,6),则a=________.7.函数y=e xx在其极值点处的切线方程为________________.【解析】y′=e x(x-1)x2,令y′=0,得x=1,此时y=e,即极值点为(1,e),函数在该点处的切线斜率为零,故切线方程为y=e.【知识清单】1.导数的运算1.基本初等函数的导数公式(sin x)′=cosx,(cos x)′=-sinx,(ax)′=axlna,(ex)′=ex,(logax)=1xln a,(ln x)′=1x.2.导数的运算法则(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).3.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yx′=yu′•ux′,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.考点2 导数的几何意义函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)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-y0=f′(x0)(x -x0).【考点深度剖析】【重点难点突破】考点1 导数的运算 【1-1】求下列函数的导数.(1)y =x 2sin x ;(2)y =e x+1e x -1;(3)y =ln(2x -5).【答案】(1) 2x sin x +x 2cos x . (2) -2exe x-12.(3) 22x -5.【1-2】已知f 1(x )=sin x +cos x ,记f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n (x )=f n -1′(x )(n∈N *,n ≥2),则f 1⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+…+f 2 014⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=________.【答案】0【解析】f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x ,f 3(x )=(cos x -sin x )′=-sin x -cos x ,f 4(x )=-cos x +sin x ,f 5(x )=sin x +cos x ,以此类推,可得出f n (x )=f n +4(x ),又∵f 1(x )+f 2(x )+f 3(x )+f 4(x )=0,∴f 1⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+…+f 2 014⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=503f 1⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 4⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 1⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0. 【思想方法】1. 求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错.2. 复合函数的求导,要正确分析函数的复合层次,通过设中间变量,确定复合过程,然后求导.【温馨提醒】区别“积的导数”与“复合函数的导数”的差异 考点2 导数的几何意义【2-1】 已知函数f (x )=3x +cos 2x +sin 2x ,a =f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,f ′(x )是f (x )的导函数,则过曲线y =x 3上一点P (a ,b )的切线方程为________.【答案】3x -y -2=0.【2-2】已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图像都相切,且与f (x )图像的切点为(1,f (1)),则m 等于________. 【答案】-2【解析】∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1,又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图像的切点为(x 0,y 0),则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,于是解得m =-2【思想方法】导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面:(1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0); (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k ;(3)已知过某点M (x 1,f (x 1))(不是切点)的切线斜率为k 时,常需设出切点A (x 0,f (x 0)),利用k =f x 1-f x 0x 1-x 0求解.【温馨提醒】在解决曲线的切线问题时要注意辨别是求“曲线上某点(一定在曲线上)处的切线方程”,还是求“过某点(可能在曲线上、也可能不在曲线上)的切线方程,前者只有一条,而后者包括了前者,后者可能不止一条【易错试题常警惕】1、知曲线的切线求参数问题,一定要注意所给的点是否是切点. 如:若存在过点()1,0的直线与曲线3y x =和21594y ax x =+-都相切,则a = . 【分析】设过点()1,0的直线与曲线3y x =相切于点()300,x x ,所以切线方程为()320003y x x x x -=-,即230032y x x x =-,又()1,0在切线上,所以2300320x x -=,解得00x =或032x =,当00x =时,由0y =与21594y ax x =+-相切可得2564a =-,当032x =时,由272744y x =-与21594y ax x =+-相切可得1a =-.综上可得,2564a =-或1-. 【易错点】在解题中,未对()1,0的位置进行判断,误认为()1,0是切点.2、函数的求导问题,一定要先化简解析式,使之变成能用八个求导公式求导的函数的和、差、积、商,再求导.如:若()132y x =,则y '= . 【分析】()1133322y x x ==,所以23332233x y x x-'==. 【易错点】容易出现()()12331223x x -'⎡⎤=⎢⎥⎣⎦的错误.。
江苏版高考数学一轮复习:专题3.1导数概念及其运算巩固检测题附答案.doc
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】专题3.1 导数概念及其运算班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________(满分100分,测试时间50分钟)一、填空题:请把答案直接填写在答题卡相应的位置........上(共10题,每小题6分,共计60分). 1. 【2016-2017学年度江苏苏州市高三期中调研考试】曲线cos y x x =-在点,22ππ⎛⎫⎪⎝⎭处的切线的斜率为___________. 【答案】2【解析】'1sin y x =+,2x π=时,'1sin22y π=+=,即切线斜率为2.2. 【江苏省苏州市2017届高三暑假自主学习测试】曲线xe y =在0=x 处的切线方程是 ▲ .【答案】1+=x y【解析】因为xy e '=,所以在0=x 处的切线斜率为01k e ==,因此切线方程是11(0)1y x y x -=-⇒=+3. 【江苏省南通市如东县、徐州市丰县2017届高三10月联考】函数()2log f x x =在点()1,2A 处切线的斜率为 ▲ . 【答案】1ln 2【解析】()()111ln 2ln 2f x k f x ''=∴==Q 4. 【泰州中学2016-2017年度第一学期第一次质量检测文科】若直线y x b =+是曲线ln y x x =的一条切线,则实数b = .【答案】1-【解析】设切点11(,)x y ,则111ln 1ln 11101 1.y x x x y b b '=+⇒+=⇒=⇒==+⇒=- 5. 【江苏省南通中学2017届高三上学期期中考试】已知直线01=+-y x 与曲线ln y x a =-相切,则a 的值为 ▲ . 【答案】2-【解析】设切点为111111111(,),,1,112ln 2x y y x y x x a a a x x '=∴==∴=+==-=-⇒=-Q 6. 【江苏省如东高级中学2017届高三上学期第二次学情调研】若幂函数()f x 的图像经过点()4,2A ,则它在A 点处的切线方程为____________.【答案】440x y -+=【解析】设αx x f =)(,则24=α,即21=α,所以21)(x x f =,则21/21)(-=x x f ,故切线的斜率为4142121=⨯=-k ,由点斜式方程可得切线的方程为)4(412-=-x y ,即440x y -+=.故应填答案440x y -+=.7. 【泰州中学2017届高三上学期期中考试】已知函数()2ay x a R x=+∈在1x =处的切线与直线210x y -+=平行,则a =_________. 【答案】0【解析】因为xax y -=2/,所以切线的斜率是a k -=2,由题设22=-a ,解之得0=a ,故应填答案0.8.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. 9.在函数y =x 3-9x 的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于π4,且横、纵坐标都为整数的点的个数是________. 【答案】0【解析】依题意得,y ′=3x 2-9,令0≤y ′<1得3≤x 2<103,显然满足该不等式的整数x 不存在,因此在函数y =x 3-9x 的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于π4,且横、纵坐标都为整数的点的个数是010.已知函数f (x )=x +12+sin xx 2+1,其导函数记为f ′(x ),则f (2 012)+f ′(2 012)+f (-2 012)-f ′(-2 012)=________.【答案】2【解析】由已知得f (x )=1+2x +sin xx 2+1,则f ′(x )=2+cos xx 2+1-2x +sin x ·2xx 2+12令g (x )=f (x )-1=2x +sin xx 2+1,显然g (x )为奇函数,f ′(x )为偶函数,所以f ′(2 012)-f ′(-2 012)=0,f (2 012)+f (-2 012)=g (2 012)+1+g (-2 012)+1=2,所以f (2 012)+f ′(2 012)+f (-2 012)-f ′(-2 012)=2.二、解答题:解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指.定区域内....。
江苏版高考数学一轮复习:专题3.1导数概念及其运算练习题附答案.doc
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】专题3.1 导数概念及其运算基础巩固题组一、填空题1.设y =x 2e x,则y ′=________. 【答案】(2x +x 2)ex【解析】y ′=2x e x +x 2e x =(2x +x 2)e x.2.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2x ·f ′(1)+ln x ,则f ′(1)=________. 【答案】-1【解析】由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x,∴f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.3.曲线y =sin x +e x在点(0,1)处的切线方程是________.【解析】y ′=cos x +e x ,故切线斜率为k =2,切线方程为y =2x +1,即2x -y +1=0. 【答案】2x -y +1=04.(2017·苏州调研)已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为________. 【答案】1e5.若曲线y =ax 2-ln x 在点(1,a )处的切线平行于x 轴,则a =________. 【答案】12【解析】因为y ′=2ax -1x,所以y ′|x =1=2a -1.因为曲线在点(1,a )处的切线平行于x 轴,故其斜率为0,故2a -1=0,解得a =12.6.(2017·南师附中月考)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 ),其中g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=________.【答案】0【解析】由图形可知:f (3)=1,f ′(3)=-13,∵g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3)=1-1=0.7.(2017·苏北四市模拟)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 =________. 【答案】-1【解析】∵y ′=-1-cos xsin 2x ,∴由条件知1a=-1,∴a =-1.8.(2015·全国Ⅱ卷)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 =________. 【答案】8二、解答题9.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≥-1, 所以当x =2时,y ′=-1,y =53,所以斜率最小的切线过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,53,斜率k =-1, 所以切线方程为3x +3y -11=0. (2)由(1)得k ≥-1,所以tan α≥-1,所以α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π.10.已知曲线y =x 3+x -2在点P 0处的切线l 1平行于直线4x -y -1=0,且点P 0在第三象限. (1)求P 0的坐标;(2)若直线l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.能力提升题组11.(2016·山东卷改编)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: ①y =sin x ;②y =ln x ;③y =e x;④y =x 3. 其中具有T 性质的是________(填序号). 【答案】①【解析】若y =f (x )的图象上存在两点(x 1,f (x 1)),(x 2,f (x 2)), 使得函数图象在这两点处的切线互相垂直,则f ′(x 1)·f ′(x 2)=-1.对于①:y ′=cos x ,若有cos x 1·cos x 2=-1,则当x 1=2k π,x 2=2k π+π(k ∈Z )时,结论成立;对于②:y ′=1x ,若有1x 1·1x 2=-1,即x 1x 2=-1,∵x 1>0,x 2>0,∴不存在x 1,x 2,使得x 1x 2=-1;对于③:y ′=e x ,若有e x 1·e x 2=-1,即ex 1+x 2=-1.显然不存在这样的x 1,x 2;对于④:y ′=3x 2,若有3x 21·3x 22=-1,即9x 21x 22=-1,显然不存在这样的x 1,x 2. 12.(2017·合肥模拟改编)点P 是曲线x 2-y -ln x =0上的任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小距离为________. 【答案】 2【解析】点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,当过点P 的切线和直线y =x -2平行时, 点P 到直线y =x -2的距离最小,直线y =x -2的斜率为1,令y =x 2-ln x , 得y ′=2x -1x =1,解得x =1或x =-12(舍去),故曲线y =x 2-ln x 上和直线y =x -2平行的切线经过的切点坐标为(1,1), 点(1,1)到直线y =x -2的距离等于2, ∴点P 到直线y =x -2的最小距离为 2.13.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,+∞)14.已知函数f (x )=x -2x,g (x )=a (2-ln x )(a >0).若曲线y =f (x )与曲线y =g (x )在x =1处的切线斜率相同,求a 的值,并判断两条切线是否为同一条直线. 解 根据题意有f ′(x )=1+2x 2,g ′(x )=-ax.曲线y =f (x )在x =1处的切线斜率为f ′(1)=3, 曲线y =g (x )在x =1处的切线斜率为g ′(1)=-a , 所以f ′(1)=g ′(1),即a =-3.曲线y =f (x )在x =1处的切线方程为y -f (1)=3(x -1). 所以y +1=3(x -1),即切线方程为3x -y -4=0. 曲线y =g (x )在x =1处的切线方程为y -g (1)=3(x -1), 所以y +6=3(x -1),即切线方程为3x -y -9=0,所以,两条切线不是同一条直线. 高中数学知识点三角函数1、以角的顶点为坐标原点,始边为x 轴正半轴建立直角坐标系,在角的终边上任取一个异于原点的点,点P 到原点的距离记为,则sin =,cos = ,tg = ,ctg = ,sec = ,csc = 。
2017年高考数学一轮复习讲练测(江苏版)专题3.1 导数概念及其运算(练) 含解析
1。
【江苏省扬州中学2016届高三4月质量监测】设f (x )是R 上的奇函数,且f (-1)=0,当x >0时,(x 2+1)·f (x )-2x ·f (x )<0,则不等式f (x )>0的解集为________ .【答案】(-∞,-1)∪(0,1). 【解析】2。
【南通市2016届高三下学期第三次调研考试数学试题】已知两曲线()()cos ,3,0,2f x x g x x x π⎛⎫==∈ ⎪⎝⎭相交于点A .若两曲线在点A 处的切线与x 轴分别相交于,B C 两点,则线段BC 的长为 。
43【解析】由题意得3cos 3sin tan 0,.26x x x x x ππ⎛⎫=⇒=∈∴= ⎪⎝⎭又()sin ,()3f x x g x x ''=-=所以切线斜率分别为13,6262f g ππ⎛⎫⎛⎫''=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,方程分别为3133(),()226226y x y x ππ-=---=-,与x 轴交点横坐标分别为33,66x x ππ=+=BC 3433()= 3.已知点P 在曲线y =错误!上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是________.【答案】[错误!π,π)4.若函数y=f(x)在区间(a,b)内可导,且x0∈(a,b),则错误!错误!的值为________.【答案】2f′(x0).【解析】错误!错误!=2×错误!错误!=2f′(x0).5.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=3x2+2x·f′(2),则f′(5)=________。
【答案】6【解析】对f(x)=3x2+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。
6。
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=0.7。
2017届高三数学一轮总复习(江苏专用)课件:第三章第一节 导数的概念与计算
结束
3.已知定义在 R 上的函数 f(x)=ex+x2-x+sin x,则曲线 y =f(x)在点(0,f(0))处的切线方程是________. 解析:令 x=0,得 f(0)=1.对 f(x)求导,得 f′(x)=ex +2x-1+cos x,所以 f′(0)=1,故曲线 y=f(x)在点(0, f(0))处的切线方程为 y=x+1. 答案:y=x+1
第十九页,编辑于星期六:一点 十分。
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角度二:求切点坐标 2.若曲线 y=xln x 上点 P 处的切线平行于直线 2x-y+1
=0,则点 P 的坐标是________.
第二十页,编辑于星期六:一点 十分。
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解析:由题意得 y′=ln x+x·1x=1+ln x, 直线 2x-y+1=0 的斜率为 2. 设 P(m,n),则 1+ln m=2, 解得 m=e, 所以 n=eln e=e, 即点 P 的坐标为(e,e). 答案:(e,e)
第二十一页,编辑于星期六:一点 十分。
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角度三:求参数的值 3.(2016·南京外国语学校检测)已知函数 f(x)=x4+ax2-bx,
且 f′(0)=-13,f′(-1)=-27,则 a+b=________.
第二十二页,编辑于星期六:一点 十分。
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解析:∵f′(x)=4x3+2ax-b, 由ff′ ′0-=1-=1-3,27 ⇒--4b-=- 2a-13b=-27, ∴ab= =51,3, ∴a+b=18. 答案:18
第十七页,编辑于星期六:一点 十分。
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[题点全练] 角度一:求切线方程 1.(2016·南通调研)已知 f(x)=x3-2x2+x+6,则 f(x)
(江苏专用)2017版高考数学大一轮复习 第三章 导数及其应用 第16课 导数的概念及运算 文
第16课 导数的概念及运算(本课时对应学生用书第 页)自主学习 回归教材1.(选修1-1P57例4改编)函数f (x )=-2x+10在区间[-3,-1]内的平均变化率为 . 【答案】-2【解析】ΔΔy x =(-1)-(-3)(-1)-(-3)f f =-2.2.(选修2-2P14练习2改编)若函数f (x )f'(1)= .【答案】13【解析】因为f'(x )=2-313x ,所以f'(1)=13×2-31=13.3.(选修2-2P12练习2改编)一个物体的运动方程为s=1-t+t 2,其中s 的单位是m ,t 的单位是s ,那么物体在3 s 末的瞬时速度是 m/s . 【答案】5【解析】s'(t )=2t-1,s'(3)=2×3-1=5.4.(选修2-2P20练习2改编)已知函数f (x )=sin x+cos x ,x ∈(0,2π).若f'(x 0)=0,则x 0= .【答案】π5π44,【解析】f'(x )=cos x-sin x ,因为f'(x 0)=0,则f'(x 0)=cos x 0-sin x 0=0,所以x 0=π5π44,.5.(选修2-2P26习题8改编)已知函数f (x )=2(-2)1x x +,则f (x )的导函数f'(x )= .【答案】222-8(1)x x x ++【解析】因为f (x )=2-441x x x ++,所以由导数运算法则得f'(x )=22(2-4)(1)-(-44)(1)x x x x x +++=222-8(1)x x x ++.1.函数的平均变化率一般地,函数f (x )在区间[x 1,x 2]上的平均变化率为2121()-()-f x f x x x .2.导数的概念设函数y=f (x )在区间(a ,b )上有定义,且x 0∈(a ,b ),若Δx 无限趋近于0时,比值ΔΔy x =00(Δ)-()Δf x x f x x +无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x=x 0处可导,并称该常数A 为函数f (x )在x=x 0处的导数,记作f'(x 0).若函数y=f (x )在开区间(a ,b )内任意一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着x 的变化而变化,因而是自变量x 的函数,该函数称作f (x )的导函数,记作f'(x ).3.导数的几何意义(1)设s=s (t )是位移函数,则s'(t 0)表示物体在t=t 0时刻的瞬时速度. (2)设v=v (t )是速度函数,则v'(t 0)表示物体在t=t 0时刻的瞬时加速度.4.基本初等函数求导公式(1)(xα)'=α-1xα(α为常数);(2)(a x)'=a x ln a(a>0且a≠1),(e x)'=e x;(3)(log a x)'=1lnx a(a>0且a≠1),(ln x)'=1x;(4)(sin x)'=cos x,(cos x)'=-sin x.5.导数的四则运算法则(1)[]()()f xg x±'=f'(x)±g'(x);(2)[f(x)·g(x)]'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x);(3)[]()cf x'=cf'(x)(c为常数);(4)()()f xg x⎡⎤⎢⎥⎣⎦'=2'()()-()'()()f xg x f x g xg x(g(x)≠0).*6.复合函数求导的运算法则一般地,设函数u=φ(x)在点x处有导数u'x=φ'(x),函数y=f(u)在u处有导数y'u=f'(u),则复合函数y=f(φ(x))在点x处也有导数,且y'x=y'u·u'x.【要点导学】要点导学各个击破利用定义求导数例1利用导数的定义解答下列问题.(1)求f(x)x=1处的导数;(2)求f (x )=12x +的导数.【思维引导】由导数的定义可知,函数y=f (x )在x 处的导数是函数的增量Δy=f (x+Δx )-f (x )与自变量的增量Δx 之比在Δx →0时的无限趋近值.【解答】(1)因为ΔΔy x =(1Δ)-(1)Δf x f x +==,所以当Δx →0时,ΔΔy x →-12. 所以f'(1)=-12.(2)因为ΔΔy x =(Δ)-()Δf x x f x x +=11-2Δ2Δx x x x +++=(2)-(2Δ)Δ(2)(2Δ)x x x x x x x ++++++=-1(2)(2Δ)x x x +++,所以当Δx →0时,ΔΔyx →-21(2)x +, 所以f'(x )=-21(2)x +.【精要点评】(1)根据概念求函数的导数是求导的基本方法,要注意遵照“一差”、“二比”、“三趋零”的求导步骤;(2)要注意区分函数的导数与导数值的区别与联系,欲求导数值,先求其导数,再将数值代入.变式 设函数f (x )在x=x 0处可导.(1)若当Δx无限趋近于0时,00(4Δ)-()Δf x x f xx+无限趋近于1,求f'(x0)的值;(2)若当Δx无限趋近于0时,00(-4Δ)-()Δf x x f xx无限趋近于1,求f'(x0)的值.【解答】(1)00(4Δ)-()4Δf x x f xx+=14·00(4Δ)-()Δf x x f xx+,当Δx→0时,上式→14,故f'(x0)=1 4.(2)00(-4Δ)-()-4Δf x x f xx=-14·00(-4Δ)-()Δf x x f xx,当Δx→0时,上式→-14,故f'(x0)=-1 4.求导公式的应用例2(1)函数f(x)=-cos x在x=π4时的导数值为;(2)函数y=x3-2x的导数为;(3)函数y=sin x-2e x的导数为.【思维引导】(1)注意到-cos x的导数是sin x,再将x=π4的值代入即可;(2)函数和与差的导数等于导数的和与差,e x的导数仍然是e x.【答案】(1)2(2)y'=3x2-2(3)y'=cos x-2e x【解析】 (1)f'(x)=sin x,当x=π4时,f'π4⎛⎫⎪⎝⎭=2.【精要点评】求函数的导数的方法:(1)连乘积的形式:先展开化为多项式的形式,再求导;(2)根式形式:先化为分数指数幂,再求导;(3)复杂公式:通过分子上凑分母,化为简单分式的和、差,再求导.变式 (1)函数的导数为 ; (2)函数y=x 2311x x x ⎛⎫++ ⎪⎝⎭的导数为 . 【答案】 (1)y'=22(1-)x(2)y'=3x 2-32x【解析】(1)因为21-x ,所以y'=21-x ⎛⎫⎪⎝⎭'=22(1-)x .(2)因为y=x 3+1+21x ,所以y'=3x 2-32x .导数物理意义的应用例3 神舟飞船发射后的一段时间内,第t s 时的高度h (t )=5t 3+30t 2+45t+4,其中h 的单位为m ,t 的单位是s .(1)求第1 s 内的平均速度v ; (2)求第1 s 末的瞬时速度;(3)经过多长时间飞船的速度达到75 m/s?【思维引导】飞船在t s 到(t+Δt )s 时间内的平均速度为ΔΔh t =(Δ)-()Δh t t h t t +.飞船在t s末的瞬时速度是当Δt →0时,ΔΔh t =(Δ)-()Δh t t h t t +无限趋近的常数值,也就是h (t )在(t ,h (t ))处的导数,即v (t )=h'(t ).【解答】(1)v=(1)-(0)1-0h h =80(m/s).(2)v (t )=h'(t )=15t 2+60t+45, 所以v (1)=120(m/s).(3)由v (t )=75,得15t 2+60t+45=75,解得-2或-2(舍去),所以-2(s).【精要点评】抓住导数的定义v(t)=h'(t)是解决第(2)小题的关键.变式将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热,如果第x小时,原油的温度(单位:℃)为f(x)=x2-7x+15(0≤x≤8),计算第2小时和第6小时原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.【思维引导】要求瞬时变化率,就是要求温度函数的导数.【解答】在第2小时和第6小时,原油温度的瞬时变化率就是f'(2)和f'(6),根据导数定义ΔΔfx=(2Δ)-(2)Δf x fx+=22(2Δ)-7(2Δ)15-(2-7215)Δx xx+++⨯+=Δx-3,所以f'(2)=-3,同理可得f'(6)=5.故在第2小时和第6小时,原油温度的瞬时变化率分别为-3和5,说明在第2小时附近,原油温度大约以3 ℃/ h的速率下降,在第6小时附近,原油温度大约以5 ℃/h的速率上升.【精要点评】求导的方法有定义法和公式法两种,本题用定义法求导数,其中瞬时变化率就是根据定义对速度进行求导.利用导数的四则运算法则求函数的导数例4求下列函数的导数.(1)y=x4-3x2-5x+6;(2)y=x·tan x;(3)y=-11xx+.【思维引导】本题主要利用导数的四则运算法则求函数的导数,解题的关键是仔细观察和分析各函数的结构规律,紧扣求导运算法则,联系基本初等函数的求导公式,不具备求导条件的函数可进行适当的恒等变形.【解答】(1)y'=(x4-3x2-5x+6)'=(x4)'-(3x2)'-(5x)'+6'=4x3-6x-5.(2)y'=(x·tan x)'=sincosx xx⎛⎫⎪⎝⎭'=2(sin)'cos-sin(cos)'cosx x x x x xx=2sin coscosx x xx+.(3)方法一:y'=-11xx⎛⎫⎪+⎝⎭'=2(-1)'(1)-(-1)(1)'(1)x x x xx+++=21-(-1)(1)x xx++=22(1)x+.方法二:因为y=-11xx+=1-21xx++=1-21x+,所以y'=21-1x⎛⎫⎪+⎝⎭'=2-1x⎛⎫⎪+⎝⎭'=-22'(1)-2(1)'(1)x xx+++=22(1)x+.【精要点评】通过本例可以看出,只有深刻理解和掌握导数运算法则,再结合给定函数本身的特点,才能准确有效地进行求导运算,才能充分调动思维的积极性.同时,在解决问题时要做到举一反三.变式设f(x)=x(x+1)(x+2)…(x+n),求f'(0).【思维引导】本题主要应用导数乘法的运算法则求导数,求f'(0),应先求f'(x),由已知怎样求f'(x),考虑将多个因式之积看成两个因式之积,便可应用积的求导法则解题.【解答】令g(x)=(x+1)(x+2)…(x+n),所以f(x)=xg(x).两边求导得f'(x)=x'g(x)+xg'(x)=g(x)+xg'(x).所以f'(0)=g(0)+0·g'(0)=g(0)=1×2×3×…×n=n!.【精要点评】灵活应用导数的乘法运算法则是本题的一大技巧.1.(2015·泰州中学)已知函数f(x)=1+1x,则f(x)在区间[1,2],112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上的平均变化率分别为.【答案】-12,-2【解析】(2)-(1)2-1f f =-1(1)-12121-2f f ⎛⎫ ⎪⎝⎭;=-2.2.(2015·南通模拟)已知函数f (x )=e x -f (0)x+12x 2,则f'(1)= .【答案】e【解析】由题意得f (0)=e 0-f (0)×0+12×02=1, 则f (x )=e x -x+12x 2,所以f'(x )=e x-1+x ,所以f'(1)=e 1-1+1=e .3.某汽车启动阶段的路程函数为s (t )=2t 3-5t 2(s 的单位为m ,t 的单位为s),则t=2 s 时,汽车的瞬时速度为 . 【答案】4 m/s【解析】利用导数可求,注意结果要带单位.4.(2014·泰安模拟)给出定义: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π02⎛⎫ ⎪⎝⎭,上为凸函数的是 .(填序号)①f (x )=sin x+cos x ; ②f (x )=ln x-2x ; ③f (x )=-x 3+2x-1; ④f (x )=x e x.【答案】①②③【解析】在定义域π02⎛⎫ ⎪⎝⎭,内,由f″(x )=-sin x-cos x<0,得①是凸函数;由f″(x )=-21x <0,得②是凸函数;由f″(x )=-6x<0,得③是凸函数;由f″(x )=2e x +x e x >0,得④不是凸函数.5.求下列函数的导数.(1)y=(3x3-4x)(2x+1);(2)y=x2sin x;(3)y=3x e x-2x+e;(4)y=cossinx xx x++.【解答】(1)方法一:因为y=(3x3-4x)(2x+1)=6x4+3x3-8x2-4x,所以y'=24x3+9x2-16x-4.方法二:y'=(3x3-4x)'(2x+1)+(3x3-4x)(2x+1)'=(9x2-4)(2x+1)+(3x3-4x)·2=24x3+9x2-16x-4.(2)y'=(x2)'sin x+x2(sin x)'=2x sin x+x2cos x.(3)y'=(3x e x)'-(2x)'+(e)'=(3x)'e x+3x(e x)'-(2x)'=3x e x ln 3+3x e x-2x ln 2=(ln 3+1)·(3e)x-2x ln 2.(4)y'=2(cos)'(sin)-(cos)(sin)'(sin)x x x x x x x xx x+++++=2(1-sin)(sin)-(cos)(1cos)(sin)x x x x x xx x++++=2-cos-sin sin-cos-1(sin)x x x x x xx x++.趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习第31~32页.【检测与评估】第三章导数及其应用第16课导数的概念及运算一、填空题1.(2015·盐城中学)若f(x)=x2-2x-4ln x,则f'(x)>0的解集是.2.某汽车的路程函数是s(t)=2t3-gt2(g=10 m/s2),则当t=2 s时,汽车的加速度为.3.已知函数f(x)=x2+2xf'(1),则f'(-1)= .4.已知函数f(x)=ax在x=1处的导数为-2,那么实数a的值为.5.(2015·天津卷)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.6.已知函数f(x)=f'π4⎛⎫⎪⎝⎭cos x+sin x,那么f(π4)的值为.7.(2014·江苏模拟)同学们经过市场调查,得出了某种商品在2013年的价格y(单位:元)与时间t(单位:月)的函数关系为y=2+220-tt(1≤t≤12),则10月份该商品价格上涨的速度是元/月.8.已知f1(x)=sin x+cos x,记f2(x)=f'1(x),f3(x)=f'2 (x),…,f n(x)=f'n-1(x)(n∈N*且n≥2),则f1π2⎛⎫⎪⎝⎭+f2π2⎛⎫⎪⎝⎭+…+f2 017π2⎛⎫⎪⎝⎭= .二、解答题9.求下列函数的导数.(1)y=x n e x;(2)y=cos sinxx;(3)y=e x ln x;(4)y=(x+1)2(x-1).10.在F1赛车中,赛车位移与比赛时间t存在函数关系s=10t+5t2(s的单位为m,t的单位为s).(1)当t=20 s,Δt=0.1 s时,求Δs与ΔΔs t;(2)求t=20 s时的瞬时速度.11.对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),定义f″(x)是函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的导函数.若f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.已知函数f(x)=x3-3x2+2x-2.(1)求函数f(x)的“拐点”A的坐标;(2)求证:f(x)的图象关于“拐点”A对称.三、选做题(不要求解题过程,直接给出最终结果)12.(2015·启东最后一卷)记定义在R上的函数y=f(x)的导函数为f'(x).如果存在x0∈[a,b],使得f(b)-f(a)=f'(x0)(b-a)成立,则称x0为函数f(x)在区间[a,b]上的“中值点”,那么函数f(x)=x3-3x在区间[-2,2]上的“中值点”的个数为.13.已知函数f(x)=(2x+1)ln(2x+1),那么f'(x)= .【检测与评估答案】第三章导数及其应用第16课导数的概念及运算1.(2,+∞) 【解析】函数f (x )的定义域为(0,+∞),f'(x )=2x-2-4x >0,解得x>2.2.4 m/s 2 【解析】由题意知汽车的速度函数为v (t )=s'(t )=6t 2-2gt ,则v'(t )=12t-2g ,故当t=2 s 时,汽车的加速度是v'(2)=12×2-2×10=4(m/s 2).3.-6 【解析】f'(x )=2x+2f'(1),f'(1)=2+2f'(1),所以f'(1)=-2,所以f (x )=x 2-4x ,f'(x )=2x-4,f'(-1)=-6.4. 2 【解析】由题设得f'(x )=-2ax ,当x=1时,-a=-2,即a=2.5.3 【解析】因为f'(x )=a (1+ln x ),所以f'(1)=a=3.6.1 【解析】由题意得f'(x )=-f'π4⎛⎫ ⎪⎝⎭sin x+cos x ⇒ f'π4⎛⎫ ⎪⎝⎭=-f'π4⎛⎫ ⎪⎝⎭sin π4+cos π4,所以f'π4⎛⎫ ⎪⎝⎭=21,所以f (x )=-1)cos x+sin x ,所以f π4⎛⎫ ⎪⎝⎭=-1)cos π4+sin π4=1.7.3 【解析】因为y=2+220-t t (1≤t ≤12),所以y'=2240-(20-)t t t ,可知10月份该商品价格的上涨速度应为y'|t=10=224010-10(20-10)⨯=3(元/月).8. 1 【解析】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 )=sin x-cos x ,f 5(x )=f'4(x )=sin x+cos x ,故周期为4,前四项和为0,所以原式=f 1π2⎛⎫ ⎪⎝⎭=sin π2+cosπ2=1.9. (1) y'=n -1n x e x +x n e x =-1n x e x (n+x ).(2) y'=222-sin -cos sin x x x =-21sin x .(3) y'=e x ln x+e x ·1x =e x 1ln x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭.(4) 因为y=(x+1)2(x-1)=(x+1)(x 2-1)=x 3+x 2-x-1,所以y'=3x 2+2x-1.10.(1) Δs=s (20+Δt )-s (20)=10(20+0.1)+5(20+0.1)2-10×20-5×202=21.05(m). ΔΔs t =21.050.1=210.5(m/s).(2) 由导数的定义,知在t=20 s 时的瞬时速度为v (t )=ΔΔs t =2210(Δ)5(Δ)-10-5Δt t t t t t t +++=25Δ10Δ10ΔΔt t t tt +⋅+=5Δt+10t+10.当Δt →0,t=20 s 时,v=10×20+10=210(m/s).11. (1) f'(x )=3x 2-6x+2,f″(x )=6x-6.令f″(x )=6x-6=0,得x=1, f (1)=13-3+2-2=-2.所以拐点A 的坐标为(1,-2).(2) 设P (x 0,y 0)是y=f (x )图象上任意一点,则y 0=30x -320x +2x 0-2.因为P (x 0,y 0)关于点A (1,-2)的对称点为P'(2-x 0,-4-y 0),把P'代入y=f (x ),得左边=-4-y 0=-30x +320x -2x 0-2,右边=(2-x0)3-3(2-x0)2+2(2-x0)-2=-3x+32x-2x0-2,所以左边=右边,所以点P'(2-x0,-4-y0)在函数y=f(x)的图象上. 所以y=f(x)的图象关于点A对称.12.2【解析】因为f(2)=2,f(-2)=-2,(2)-(-2)2-(-2)f f=1,所以f'(x)=3x2-3=1,得x=±∈[-2,2],故有2个“中值点”.13.2[ln(2x+1)+1]。
2017年高考数学一轮复习讲练测(江苏版)专题3.3 导数的综合应用(练) 含解析
1。
【江苏省苏中三市(南通、扬州、泰州)2016届高三第二次调研测试数学试题】若存在,R αβ∈,使得3cos cos 25cost t αββααβ⎧=+⎪⎨⎪≤≤-⎩,则实数t 的取值范围是 ▲ . 【答案】213⎡⎤-⎢⎥⎣⎦, 【解析】2。
【南京市、盐城市2016届高三年级第二次模拟考试】若存在两个正实数x 、y ,使得等式x +a (y -2e x )(ln y -ln x )=0成立,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的取值范围为错误!.【答案】10.a a e<≥或 【解析】试题分析:由题意得:1(2)ln (2)ln ,(0)y y y e t e t t a x x x-=-=-=>,令(2)ln ,(0)m t e t t =->,则2212ln ,0t e e m t m t t t-'''=+=+>⇒当x e >时()0m m e ''>=;当0x e <<时()0m m e ''<=;因此()m m e e ≥=-;从而110.e a a a e -≥-⇒<≥或 3。
【江苏省苏锡常镇四市2016届高三教学情况调研(二)数学试题】已知函数2()f x x xa =-,若存在[]1,2x ∈,使得()2f x <,则实数a 的取值范围是 ▲ .【答案】(1,5)-【解析】试题分析:当0a ≤时,22()(),()30f x x xa f x x a '=-=-≥,因此min ()(1)2,12,1f x f a a =<-<>-,即10a -<≤;当0a >时,若[1,2]a ∈,则()02f a =<,满足条件,即14a ≤≤;若[1,2]a ∉,则min ()min{(1),(2)}2f x f f =<,即|1|2|4|2a a -<-<或2,解得15a -<<,因此0145a a <<<<或;综上实数a 的取值范围是(1,5)-4。
2017年高考数学一轮复习讲练测(江苏版)专题3.3 导数的综合应用(讲) 含解析
【最新考纲解读】内容要求备注A B C导数及其应用导数的综合应用√对知识的考查要求依次分为了解、理解、掌握三个层次(在表中分别用A、B、C表示).了解:要求对所列知识的含义有最基本的认识,并能解决相关的简单问题.理解:要求对所列知识有较深刻的认识,并能解决有一定综合性的问题。
掌握:要求系统地掌握知识的内在联系,并能解决综合性较强的或较为困难的问题。
【考点深度剖析】1。
利用导数研究函数的零点与方程的根的问题一般以含参数的三次式、分式、以e为底的指数式或对数式及三角式结构的函数零点或方程根的形式出现,是近几年高考命题热点,一般有两种形式考查:(1)确定函数零点、图像交点及方程根的个数问题.(2)应用函数零点、图像交点及方程解的存在情况,求参数的值或取值范围问题.2.利用导数解决不等式问题是近几年高考热点,常涉及不等式恒成立、证明不等式及大小比较问题.(1)不等式恒成立问题一般考查三次式、分式、以e为底的指数式或对数式、三角式及绝对值结构的不等式在某个区间A上恒成立(存在性),求参数取值范围。
(2)证明不等式一般是证明与函数有关的不等式在某个范围内成立。
(3)大小比较问题,一般是作差后不易变形定号的三次式、分式、以e为底的指数式或对数式、三角式结构,可转化为用导数研究其单调性或最值的函数问题.【课前检测训练】已知函数f(x)=错误!(a〉0)的导函数y=f′(x)的两个零点为-3和0.(1)求f(x)的单调区间;(2)若f(x)的极小值为-e3,求f(x)在区间时,不等式f(x)>m恒成立,求实数m的取值范围.【答案】(1) 单调减区间为(-∞,+∞).(2) (-∞,2-e2).【解析】(1)函数f(x)的定义域为(-∞,+∞),∵f′(x)=x+e x-(e x+x e x)=x(1-e x),若x=0,则f′(x)=0;若x<0,则1-e x>0,所以f′(x)<0;若x>0,则1-e x〈0,所以f′(x)<0.∴f(x)在(-∞,+∞)上为减函数,即f(x)的单调减区间为(-∞,+∞).(2)由(1)知,f(x)在上单调递减.故min=f(2)=2-e2,∴m〈2-e2时,不等式f(x)〉m恒成立.故m的取值范围为(-∞,2-e2).【1-2】函数f(x)=x3-3x-1,若对于区间上的任意x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤t,则实数t的最小值是________.【答案】20.【基础知识】利用导数解决参数问题主要涉及以下方面:(1)已知不等式在某一区间上恒成立,求参数的取值范围,(2)已知函数的单调性求参数的取值范围,( 3)已知函数的零点个数求参数的取值范围.【思想方法】(1)已知不等式在某一区间上恒成立,求参数的取值范围:一般先分离参数,再转化为求函数在给定区间上的最值问题求解.(2)已知函数的单调性求参数的取值范围:转化为f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立的问题.(3)已知函数的零点个数求参数的取值范围:利用函数的单调性、极值画出函数的大致图像,数形结合求解.【温馨提醒】已知函数的单调性,求参数的取值范围,应注意函数f(x)在(a,b)上递增(或递减)的充要条件应是f′(x)≥0(或f′(x)≤0),x∈(a,b)恒成立,且f′(x)在(a,b)的任意子区间内都不恒等于0,这就是说,函数f(x)在区间上的增减性并不排斥在区间内个别点处有f′(x0)=0,甚至可以在无穷多个点处f′(x0)=0,只要这样的点不能充满所给区间的任何一个子区间.考点2 利用导数证明不等式问题【2—1】已知函数f(x)=错误!x2-错误!ax3(a〉0),函数g(x)=f(x)+e x(x -1),函数g(x)的导函数为g′(x).(1)求函数f(x)的极值;(2)若a=e,(ⅰ)求函数g(x)的单调区间;(ⅱ)求证:x>0时,不等式g′(x)≥1+ln x恒成立.【答案】(1)极小值为f(0)=0,极大值为f错误!=错误!。
(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.2 导数的应用 课时1 导数与函数的单调性 文
课时1 导数与函数的单调性题型一 不含参数的函数的单调性 例1 求函数f (x )=ln xx的单调区间.解 函数f (x )的定义域为(0,+∞). 因为f (x )=ln x x ,所以f ′(x )=1-ln x x2. 当f ′(x )>0,即0<x <e 时,函数f (x )单调递增; 当f ′(x )<0,即x >e 时,函数f (x )单调递减. 故函数f (x )的单调递增区间为(0,e), 单调递减区间为(e ,+∞).思维升华 确定函数单调区间的步骤: (1)确定函数f (x )的定义域; (2)求f ′(x );(3)解不等式f ′(x )>0,解集在定义域内的部分为单调递增区间; (4)解不等式f ′(x )<0,解集在定义域内的部分为单调递减区间.已知定义在区间(-π,π)上的函数f (x )=x sin x +cos x ,则f (x )的单调递增区间是________________. 答案 ⎝⎛⎦⎥⎤-π,-π2和⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2解析 f ′(x )=sin x +x cos x -sin x =x cos x .令f ′(x )=x cos x ≥0,则其在区间(-π,π)上的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-π,-π2和⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,即f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤-π,-π2和⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.题型二 含参数的函数的单调性 例2 已知函数f (x )=ln x +ax +a +1x-1. (1)当a =1时,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (2)当-12≤a ≤0时,讨论f (x )的单调性.解 (1)当a =1时,f (x )=ln x +x +2x-1,此时f ′(x )=1x +1-2x 2,f ′(2)=12+1-24=1.又因为f (2)=ln 2+2+22-1=ln 2+2,所以切线方程为y -(ln 2+2)=x -2,整理得x -y +ln 2=0.(2)f ′(x )=1x +a -1+a x 2=ax 2+x -a -1x2=ax +a +x -x2.当a =0时,f ′(x )=x -1x 2. 此时,在(0,1)上,f ′(x )<0,f (x )单调递减; 在(1,+∞)上,f ′(x )>0,f (x )单调递增.当-12≤a <0时,f ′(x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a +1a x -x 2.当-1+a a =1,即a =-12时,f ′(x )=-x -22x 2≤0在(0,+∞)上恒成立,所以f (x )在(0,+∞)上单调递减.当-12<a <0时,-1+a a >1,此时在(0,1)或⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+a a ,+∞上,f ′(x )<0,f (x )单调递减;在⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-1+a a 上,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 综上,当a =0时,f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;当-12<a <0时,f (x )在(0,1)或⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+a a ,+∞上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-1+a a 上单调递增; 当a =-12时,f (x )在(0,+∞)上单调递减.思维升华 (1)研究含参数的函数的单调性,要依据参数对不等式解集的影响进行分类讨论. (2)划分函数的单调区间时,要在函数定义域内讨论,还要确定导数为0的点和函数的间断点. (3)个别导数为0的点不影响所在区间的单调性,如f (x )=x 3,f ′(x )=3x 2≥0(f ′(x )=0在x =0时取到),f (x )在R 上是增函数.讨论函数f (x )=(a -1)ln x +ax 2+1的单调性.解 f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a -1x +2ax =2ax 2+a -1x.①当a ≥1时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增; ②当a ≤0时,f ′(x )<0,故f (x )在(0,+∞)上单调递减; ③当0<a <1时,令f ′(x )=0,解得x =1-a2a,则当x ∈(0, 1-a2a)时,f ′(x )<0;当x ∈(1-a2a ,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(0, 1-a2a )上单调递减,在( 1-a2a,+∞)上单调递增.题型三 利用函数单调性求参数例3 设函数f (x )=13x 3-a 2x 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =1.(1)求b ,c 的值;(2)若a >0,求函数f (x )的单调区间;(3)设函数g (x )=f (x )+2x ,且g (x )在区间(-2,-1)内存在单调递减区间,求实数a 的取值范围.解 (1)f ′(x )=x 2-ax +b , 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧f =1,f=0,即⎩⎪⎨⎪⎧c =1,b =0.(2)由(1)得,f ′(x )=x 2-ax =x (x -a )(a >0), 当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )>0; 当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0; 当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0.所以函数f (x )的单调递增区间为(-∞,0),(a ,+∞),单调递减区间为(0,a ). (3)g ′(x )=x 2-ax +2, 依题意,存在x ∈(-2,-1), 使不等式g ′(x )=x 2-ax +2<0成立, 即x ∈(-2,-1)时,a <(x +2x)max =-22,当且仅当x =2x即x =-2时等号成立.所以满足要求的a 的取值范围是(-∞,-22). 引申探究 在本例3(3)中,1.若g (x )在(-2,-1)内为减函数,如何求解?解 方法一 ∵g ′(x )=x 2-ax +2,且g (x )在(-2,-1)内为减函数, ∴g ′(x )≤0,即x 2-ax +2≤0在(-2,-1)内恒成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧g -,g -,即⎩⎪⎨⎪⎧4+2a +2≤0,1+a +2≤0,解之得a ≤-3,即实数a 的取值范围为(-∞,-3]. 方法二 ∵g ′(x )=x 2-ax +2,由题意可得g ′(x )≤0在(-2,-1)上恒成立, 即a ≤x +2x 在(-2,-1)上恒成立,又y =x +2x,x ∈(-2,-1)的值域为(-3,-2 2 ], ∴a ≤-3,∴实数a 的取值范围是(-∞,-3]. 2.若g (x )的单调减区间为(-2,-1),求a 的值. 解 ∵g (x )的单调减区间为(-2,-1), ∴x 1=-2,x 2=-1是g ′(x )=0的两个根, ∴(-2)+(-1)=a ,即a =-3.3.若g (x )在(-2,-1)上不单调,求a 的取值范围.解 由引申探究1知g (x )在(-2,-1)上为减函数,a 的范围是(-∞,-3],若g (x )在(-2,-1)上为增函数,可知a ≥x +2x 在(-2,-1)上恒成立,又y =x +2x的值域为(-3,-2 2 ],∴a 的范围是[-22,+∞),∴函数g (x )在(-2,-1)上单调时,a 的取值范围是(-∞,-3]∪[-22,+∞), 故g (x )在(-2,-1)上不单调,实数a 的取值范围是(-3,-22). 思维升华 已知函数单调性,求参数范围的两个方法(1)利用集合间的包含关系处理:y =f (x )在(a ,b )上单调,则区间(a ,b )是相应单调区间的子集.(2)转化为不等式的恒成立问题:即“若函数单调递增,则f ′(x )≥0;若函数单调递减,则f ′(x )≤0”来求解.已知函数f (x )=e xln x -a e x(a ∈R ).(1)若f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线y =1e x +1垂直,求a 的值;(2)若f (x )在(0,+∞)上是单调函数,求实数a 的取值范围. 解 (1)f ′(x )=e x ln x +e x ·1x -a e x =(1x-a +ln x )e x,f ′(1)=(1-a )e ,由(1-a )e·1e=-1,得a =2.(2)由(1)知f ′(x )=(1x-a +ln x )e x,若f (x )为单调递减函数,则f ′(x )≤0,在x >0时恒成立. 即1x-a +ln x ≤0,在x >0时恒成立.所以a ≥1x+ln x ,在x >0时恒成立.令g (x )=1x+ln x (x >0),则g ′(x )=-1x 2+1x =x -1x2(x >0),由g ′(x )>0,得x >1; 由g ′(x )<0,得0<x <1.故g (x )在(0,1)上为单调递减函数,在[1,+∞)上为单调递增函数,此时g (x )的最小值为g (x )=1,但g (x )无最大值(且无趋近值).故f (x )不可能是单调递减函数. 若f (x )为单调递增函数,则f ′(x )≥0,在x >0时恒成立,即1x-a +ln x ≥0,在x >0时恒成立,所以a ≤1x+ln x ,在x >0时恒成立,由上述推理可知此时a ≤1.故实数a 的取值范围是(-∞,1].5.分类讨论思想研究函数的单调性典例 (14分)已知函数f (x )=ln x ,g (x )=f (x )+ax 2+bx ,其中函数g (x )的图象在点(1,g (1))处的切线平行于x 轴.(1)确定a 与b 的关系;(2)若a ≥0,试讨论函数g (x )的单调性.思维点拨 依据g (x )的切线条件可得g ′(1)=0得a ,b 关系,代g (x )后消去b ,对a 进行分类讨论确定g ′(x )的符号. 规范解答解 (1)依题意得g (x )=ln x +ax 2+bx , 则g ′(x )=1x+2ax +b .[2分]由函数g (x )的图象在点(1,g (1))处的切线平行于x 轴得:g ′(1)=1+2a +b =0,∴b =-2a -1.[4分](2)由(1)得g ′(x )=2ax 2-a +x +1x=ax -x -x.∵函数g (x )的定义域为(0,+∞), ∴当a =0时,g ′(x )=-x -1x. 由g ′(x )>0,得0<x <1, 由g ′(x )<0,得x >1,[6分]当a >0时,令g ′(x )=0,得x =1或x =12a ,[7分]若12a <1,即a >12, 由g ′(x )>0,得x >1或0<x <12a ,由g ′(x )<0,得12a <x <1;[9分]若12a >1,即0<a <12, 由g ′(x )>0,得x >12a 或0<x <1,由g ′(x )<0,得1<x <12a,[11分]若12a =1,即a =12,在(0,+∞)上恒有g ′(x )≥0.[12分] 综上可得:当a =0时,函数g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减; 当0<a <12时,函数g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,12a )上单调递减,在(12a ,+∞)上单调递增;当a =12时,函数g (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >12时,函数g (x )在(0,12a)上单调递增,在(12a,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.[14分] 温馨提醒 (1)含参数的函数的单调性问题一般要分类讨论,常见的分类讨论标准有以下几种可能:①方程f ′(x )=0是否有根;②若f ′(x )=0有根,求出根后是否在定义域内;③若根在定义域内且有两个,比较根的大小是常见的分类方法. (2)本题求解先分a =0或a >0两种情况,再比较12a和1的大小.[方法与技巧]1.已知函数解析式求单调区间,实质上是求f ′(x )>0,f ′(x )<0的解区间,并注意定义域. 2.含参函数的单调性要分类讨论,通过确定导数的符号判断函数的单调性.3.已知函数单调性可以利用已知区间和函数单调区间的包含关系或转化为恒成立问题两种思路解决.[失误与防范]1.f (x )为增函数的充要条件是对任意的x ∈(a ,b )都有f ′(x )≥0且在(a ,b )内的任一非空子区间上f ′(x )不恒为零,应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.2.注意两种表述“函数f (x )在(a ,b )上为减函数”与“函数f (x )的减区间为(a ,b )”的区别.3.讨论函数单调性要在定义域内进行,不要忽略函数的间断点.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.函数f (x )=(x -3)e x的单调递增区间是____________. 答案 (2,+∞)解析 函数f (x )=(x -3)e x 的导数为f ′(x )=[(x -3)e x ]′=e x +(x -3)e x =(x -2)e x. 由函数导数与函数单调性的关系,得当f ′(x )>0时,函数f (x )单调递增, 此时由不等式f ′(x )=(x -2)e x>0,解得x >2.2.若函数f (x )=2x 3-3mx 2+6x 在区间(2,+∞)上为增函数,则实数m 的取值范围为__________. 答案 (-∞,52]解析 ∵f ′(x )=6x 2-6mx +6, 当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )≥0恒成立, 即x 2-mx +1≥0恒成立,∴m ≤x +1x恒成立.令g (x )=x +1x ,g ′(x )=1-1x2,∴当x >2时,g ′(x )>0,即g (x )在(2,+∞)上单调递增,∴m ≤2+12=52.3.设函数f (x )=x -2sin x 是区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤t ,t +π2上的减函数,则实数t 的取值范围是______________________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π-π6,k ∈Z解析 由题意得f ′(x )=1-2cos x ≤0,即cos x ≥12,解得2k π-π3≤x ≤2k π+π3 (k ∈Z ),∵f (x )=x -2sin x 是区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤t ,t +π2上的减函数,∴⎣⎢⎡⎦⎥⎤t ,t +π2⊆⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+π3,∴2k π-π3≤t ≤2k π-π6(k ∈Z ).4.定义在R 上的函数f (x )满足:f ′(x )>f (x )恒成立,若x 1<x 2,则()()1221e e 与xxf x f x 的大小关系为________________. 答案 ()()1221e e xxf x f x >解析 设g (x )=f xex,则g ′(x )=f xx-f xxx2=f x -f xex,由题意g ′(x )>0,所以g (x )单调递增,当x 1<x 2时,g (x 1)<g (x 2),即f x 11e x <f x 22ex , 所以()()1221e e xxf x f x >.5.函数f (x )在定义域R 内可导,若f (x )=f (2-x ),且当x ∈(-∞,1)时,(x -1)f ′(x )<0,设a =f (0),b =f (12),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为____________.答案 c <a <b解析 依题意得,当x <1时,f ′(x )>0,f (x )为增函数; 又f (3)=f (-1),且-1<0<12<1,因此有f (-1)<f (0)<f (12),即有f (3)<f (0)<f (12),c <a <b .6.函数f (x )=x -ln x 的单调递减区间为________. 答案 (0,1)解析 函数的定义域是(0,+∞), 且f ′(x )=1-1x =x -1x,令f ′(x )<0,解得0<x <1,所以单调递减区间是(0,1).7.已知a ≥0,函数f (x )=(x 2-2ax )e x,若f (x )在[-1,1]上是单调减函数,则a 的取值范围是________. 答案 [34,+∞)解析 f ′(x )=(2x -2a )e x +(x 2-2ax )e x=[x 2+(2-2a )x -2a ]e x,由题意当x ∈[-1,1]时,f ′(x )≤0恒成立, 即x 2+(2-2a )x -2a ≤0在x ∈[-1,1]时恒成立. 令g (x )=x 2+(2-2a )x -2a ,则有⎩⎪⎨⎪⎧g -,g,即⎩⎪⎨⎪⎧-2+-2a --2a ≤0,12+2-2a -2a ≤0,解得a ≥34.8.函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的图象如图,则函数y =log 2⎝⎛⎭⎪⎫x 2+23bx +c 3的单调递减区间为____________.答案 (-∞,-2)解析 ∵f (x )=x 3+bx 2+cx +d , ∴f ′(x )=3x 2+2bx +c .由题图可知f ′(-2)=f ′(3)=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧12-4b +c =0,27+6b +c =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =-32,c =-18.令g (x )=x 2+23bx +c 3,则g (x )=x 2-x -6,g ′(x )=2x -1. 由g (x )=x 2-x -6>0,解得x <-2或x >3. 当x <-2时,g ′(x )<0,∴g (x )=x 2-x -6在(-∞,-2)上为减函数.∴函数y =log 2⎝⎛⎭⎪⎫x 2+23bx +c 3的单调递减区间为(-∞,-2).9.已知函数f (x )=x 4+a x -ln x -32,其中a ∈R ,且曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于直线y =12x .(1)求a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间.解 (1)对f (x )求导得f ′(x )=14-a x 2-1x,由f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于直线y =12x 知f ′(1)=-34-a =-2,解得a =54.(2)由(1)知f (x )=x 4+54x -ln x -32,则f ′(x )=x 2-4x -54x2. 令f ′(x )=0,解得x =-1或x =5.因为x =-1不在f (x )的定义域(0,+∞)内,故舍去. 当x ∈(0,5)时,f ′(x )<0, 故f (x )在(0,5)内为减函数; 当x ∈(5,+∞)时,f ′(x )>0, 故f (x )在(5,+∞)内为增函数.综上,f (x )的单调增区间为(5,+∞),单调减区间为(0,5). 10.已知函数f (x )=ln x ,g (x )=12ax +b .(1)若f (x )与g (x )在x =1处相切,求g (x )的表达式; (2)若φ(x )=m x -x +1-f (x )在[1,+∞)上是减函数,求实数m 的取值范围.解 (1)由已知得f ′(x )=1x,∴f ′(1)=1=12a ,a =2.又∵g (1)=0=12a +b ,∴b =-1,∴g (x )=x -1. (2)∵φ(x )=m x -x +1-f (x )=m x -x +1-ln x 在[1,+∞)上是减函数.∴φ′(x )=-x 2+m -x -1x x +2≤0在[1,+∞)上恒成立. 即x 2-(2m -2)x +1≥0在[1,+∞)上恒成立,则2m -2≤x +1x,x ∈[1,+∞), ∵x +1x∈[2,+∞),∴2m -2≤2,m ≤2. 故实数m 的取值范围是(-∞,2].B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.设函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上单调递减,则实数a 的取值范围是__________.答案 1<a ≤2解析 ∵f (x )=12x 2-9ln x , ∴f ′(x )=x -9x(x >0), 当x -9x≤0时,有0<x ≤3, 即在(0,3]上原函数是减函数,∴a -1>0且a +1≤3,解得1<a ≤2.12. f (x ),g (x ) (g (x )≠0)分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当x <0时,f ′(x )g (x )<f (x )g ′(x ),且f (-3)=0,则f x g x<0的解集为____________. 答案 (-3,0)∪(3,+∞)解析 f x g x是奇函数, ∵当x <0时,f ′(x )g (x )<f (x )g ′(x ),⎣⎢⎡⎦⎥⎤f x g x ′=f x g x -f x g xg 2x <0,则f x g x 在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上也为减函数.又f (-3)=0,则有f -g -=0=f g ,可知f x g x<0的解集为(-3,0)∪(3,+∞). 13.若函数f (x )=-13x 3+12x 2+2ax 在[23,+∞)上存在单调递增区间,则a 的取值范围是________.答案 (-19,+∞) 解析 对f (x )求导,得f ′(x )=-x 2+x +2a =-(x -12)2+14+2a . 当x ∈[23,+∞)时, f ′(x )的最大值为f ′(23)=29+2a .令29+2a >0,解得a >-19. 所以a 的取值范围是(-19,+∞). 14.已知函数f (x )=-12x 2+4x -3ln x 在区间[t ,t +1]上不单调,则t 的取值范围是________.答案 (0,1)∪(2,3)解析 由题意知f ′(x )=-x +4-3x=-x -x -x ,由f ′(x )=0得函数f (x )的两个极值点为1和3,则只要这两个极值点有一个在区间(t ,t +1)内,函数f (x )在区间[t ,t +1]上就不单调,由t <1<t +1或t <3<t +1,得0<t <1或2<t <3.15.函数f (x )=ax 3+3x 2+3x (a ≠0).(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若函数f (x )在区间(1,2)上是增函数,求a 的取值范围.解 (1)f ′(x )=3ax 2+6x +3,f ′(x )=3ax 2+6x +3=0的判别式Δ=36(1-a ).①若a ≥1,则f ′(x )≥0,且f ′(x )=0,当且仅当a =1,x =-1,故此时f (x )在R 上是增函数.②由于a ≠0,故当a <1时,f ′(x )=0有两个根,x 1=-1+1-a a ,x 2=-1-1-a a. 若0<a <1,则当x ∈(-∞,x 2)或x ∈(x 1,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )分别在(-∞,x 2),(x 1,+∞)上是增函数;当x ∈(x 2,x 1)时,f ′(x )<0,故f (x )在(x 2,x 1)上是减函数.若a <0,则当x ∈(-∞,x 1)或(x 2,+∞)时,f ′(x )<0,故f (x )分别在(-∞,x 1),(x 2,+∞)上是减函数;当x ∈(x 1,x 2)时,f ′(x )>0,故f (x )在(x 1,x 2)上是增函数.(2)当a >0,x >0时,f ′(x )>0,所以当a >0时,f (x )在区间(1,2)上是增函数.当a <0时,f (x )在区间(1,2)上是增函数,当且仅当f ′(1)≥0且f ′(2)≥0,解得-54≤a <0. 综上,a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-54,0∪(0,+∞).。
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【最新考纲解读】
【考点深度剖析】
【课前检测训练】 [判一判]
(1)y ′=f ′(x)在点x =x 0处的函数值就是函数y =f(x)在点x =x 0处的导数值.( ) 解析 正确.
(2)求f ′(x 0)时,可先求f(x0)再求f ′(x 0).( ) 解析 错误.若先求f(x 0)再求f ′(x 0),则它的值为0. (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点. ( ) 解析 正确.
(4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( )
解析 错误.直线与曲线可能相交.
(5)若f(x)=f′(a)x 2+ln x(a>0),则f′(x)=2xf′(a)+1
x .( )
解析 正确.由对数运算法则可知. [练一练]
1.函数y =xcos x -sin x 的导数为_______
解析 y ′=x ′cos x +x(cos x)′-(sin x)′=cos x -xsin x -cos x =-xsin x. 答案 -xsin x
2.有一机器人的运动方程为s =t 2+3
t (t 是时间,s 是位移),则该机器人在时刻t =2时的瞬
时速度为_______
解析 根据导数的物理意义,s′(2)表示机器人在t =2时的瞬时速度,∵s′(t)=2t -3t -
2,∴s′(2)
=4-34=134,
答案
134
3.设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =1
x (x>0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为
________.
答案 (1,1)
4.直线y =1
2
x +b 是曲线y =ln x(x>0)的一条切线,则实数b =________.
解析 y′=1x ,令1x =12,得x =2,因此切点为(2,ln 2),代入直线方程y =1
2x +b 得b =ln 2
-1.
【经典例题精析】 考点1 导数的运算 【1-1】求下列函数的导数.
(1)y =x 2
sin x ;(2)y =e x +1
e x -1
;(3)y =ln(2x -5).
【答案】(1) 2x sin x +x 2
cos x . (2) -2e x e x -1 2.(3) 2
2x -5
.
【1-2】已知f 1(x )=sin x +cos x ,记f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n (x )=f n -1′(x )(n ∈N *,n ≥2),则f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2+…+f 2 014⎝⎛⎭⎫π2=________. 【答案】0
【解析】f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x ,
f 3(x )=(cos x -sin x )′=-sin x -cos x , f 4(x )=-cos x +sin x ,f 5(x )=sin x +cos x , 以此类推,可得出f n (x )=f n +4(x ),
又∵f 1(x )+f 2(x )+f 3(x )+f 4(x )=0,
∴f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2+…+f 2 014⎝⎛⎭⎫π2=503f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2+f 3⎝⎛⎭⎫π2+f 4⎝⎛⎭⎫π2+f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2=0. 【基础知识】
1.基本初等函数的导数公式
(sin x )′=cos x ,(cos x )′=-sin x ,(a x )′=a x ln a ,(e x )′=e x ,(log a x )=1x ln a ,(ln x )′=1
x .
2.导数的运算法则 (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). 3.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. 【思想方法】 1.
求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然
后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错. 2.
复合函数的求导,要正确分析函数的复合层次,通过设中间变量,
确定复合过程,然后求导.
【温馨提醒】区别“积的导数”与“复合函数的导数”的差异 考点2 导数的几何意义 【2-1】
已知函数f (x )=3x +cos 2x +sin 2x ,a =f ′⎝⎛⎭⎫
π4,f ′(x )是f (x )的导函数,
则过曲线y =x 3上一点P (a ,b )的切线方程为________.
【答案】3x -y -2=0.
【解析】由f (x )=3x +cos 2x +sin 2x 得f ′(x )=3-2sin 2x +2cos 2x ,则a =f ′⎝⎛⎭⎫π4=3-2sin π
2+2cos π
2=1.由y =x 3得y ′=3x 2,过曲线y =x 3上一点P (a ,b )的切线的斜率k =3a 2=3×12=3.
又b =a 3,则b =1,所以切点P 的坐标为(1,1),故过曲线y =x 3上的点P 的切线方程为y -1=3(x -1),即3x -y -2=0.
【2-2】已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +7
2(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图像都相切,且
与f (x )图像的切点为(1,f (1)),则m 等于________. 【答案】-2
【基础知识】
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). 【思想方法】导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面: (1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0); (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k ;
(3)已知过某点M (x 1,f (x 1))(不是切点)的切线斜率为k 时,常需设出切点A (x 0,f (x 0)),利用k =f x 1 -f x 0 x 1-x 0
求解.
【温馨提醒】在解决曲线的切线问题时要注意辨别是求“曲线上某点(一定在曲线上)处的切线方程”,还是求“过某点(可能在曲线上、也可能不在曲线上)的切线方程,前者只有一条,而后者包括了前者,后者可能不止一条 【易错题型大揭秘】
1、知曲线的切线求参数问题,一定要注意所给的点是否是切点. 如:若存在过点()1,0的直线与曲线3y x =和215
94
y ax x =+
-都相切,则a = .
【易错点】在解题中,未对()1,0的位置进行判断,误认为()1,0是切点.
2、函数的求导问题,一定要先化简解析式,使之变成能用八个求导公式求导的函数的和、差、积、商,再求导.
如:若()13
2y x =,则y '= .
【分析】()
1
13
3
2y x ==,所以23
y x -'==
. 【易错点】容易出现()()12
331223
x x -'⎡⎤
=⎢⎥⎣⎦的错误.。