(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(有答案解析)(2)

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(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》检测卷(有答案解析)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》检测卷(有答案解析)

一、选择题1.已知实数a ,b ,c ,d 满足ln |2|0ab c d a-+-+=,则(a ﹣c )2+(b ﹣d )2的最小值为( ) A .4B .92CD .22.已知a ,b 为正实数,直线y x a =-与曲线()ln y x b =+相切,则11ab+的最小值是( ) A .2B.C .4D.3.若曲线224y x x p =-+与直线1y =相切,则p 的值为( ) A .1-B .1C .3D .44.设a 为实数,函数()32(1)f x x a x ax =+-+的导函数为()f x ',且()f x '是偶函数,则曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为( ) A .20x y +=B .20x y -=C .0x y -=D .0x y +=5.设函数()ln f x x =,且()012,,0,x x x ∈+∞,下列命题: ①若12x x <,则()()122121f x f x x x x ->-; ②存在()012,x x x ∈,12x x <,使得()()120121f x f x x x x -=-; ③若11x >,21>x ,则()()12121f x f x x x -<-;④对任意的1x ,2x ,都有()()121222f x f x x x f ++⎛⎫>⎪⎝⎭. 其中正确的命题个数是( ) A .4 B .3C .2D .16.曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为 A .21y x =-+ B .32y x =-+C .23y x =-D .2y x =-7.曲线y =2sin x +cos x 在点(π,–1)处的切线方程为A .10x y --π-=B .2210x y --π-=C .2210x y +-π+=D .10x y +-π+=8.已知函数2()f x x bx =+的图象在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3,数列1()f n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ,则2019S 的值为( ) A .20162017B .20172018C .20182019D .201920209.设曲线31x y x +=-在点25(,)处的切线与直线10ax y +-=平行,则a=( ) A .-4B .14-C .14D .410.已知函数()f x 为R 上的可导函数,且x R ∀∈,均有()()f x f x '<,则有( ) A .2019(2019)(0)e f f -<,2019(2019)(0)f e f < B .2019(2019)(0)e f f -<,2019(2019)(0)f e f > C .2019(2019)(0)e f f ->,2019(2019)(0)f e f > D .2019(2019)(0)e f f ->,2019(2019)(0)f e f <11.曲线12e x y =在点2(4,e )处的切线与坐标轴所围三角形的面积为 A .29e 2B .24eC .22eD .2e12.下列导数运算正确的是A .()sin 'cos x x =-B .()3'3x x=C .()21log 'ln2x x =⋅ D .211'x x⎛⎫= ⎪⎝⎭ 二、填空题13.已知函数的图像在点处的切线与直线垂直,若数列的前项和为,则__________. 14.函数在处的切线与直线垂直,则a 的值为______.15.已知曲线方程为11y x=-,则曲线在()2,1P -处的切线方程为______. 16.以下四个命题错误的序号为_______(1) 样本频率分布直方图中小矩形的高就是对应组的频率.(2) 过点P(2,-2)且与曲线33y x x =-相切的直线方程是9160x y +-=. (3) 若样本1210,,x x x 的平均数是5,方差是3,则数据121021,21,,21x x x +++的平均数是11,方差是12.(4) 抛掷一颗质地均匀的骰子,事件“向上点数不大于4”和事件“向上点数不小于3”是对立事件.17.对于曲线4()1xf x e =+(其中e 为自然对数的底数)上任意一点处的切线1l ,总存在在曲线221()ln 2g x ax x x x =-+上一点处的切线2l ,使得1l ∥2l ,则实数a 的取值范围是____________.18.已知函数()()20,0f x ax bx a b =+>>的图象在点()()1,1f 处的切线的斜率为2,则8a bab+的最小值为___________ 19.三棱锥A BCD -中,3AB CD ==,2==AC BD ,5AD BC ==,则该几何体外接球的表面积为_______________.20.某物体作直线运动,其位移S 与时间t 的运动规律为2S t t =+(t 的单位为秒,S 的单位为米),则它在第4秒末的瞬时速度应该为__________米/秒.三、解答题21.已知函数22()(2)ln 2f x x x x ax =-⋅++.(1)当1a =-时,求()f x 在(1,(1))f 处的切线方程;(2)设函数()()2g x f x x =--,函数()g x 有且仅有一个零点. (i )求a 的值;(ii )若2e x e -<<时,()g x m ≤恒成立,求m 的取值范围. 22.已知函数()mf x mx x=-,()2ln g x x =. (1)当2m =时,求曲线()y f x =在点(1(1))f ,处的切线方程; (2)当1m =时,判断方程()()f x g x =在区间(1)+∞,上有无实根;(3)若(1]x e ∈,时,不等式()()2f x g x -<恒成立,求实数m 的取值范围. 23.已知函数2()(1)e x f x x ax =-+.(Ⅰ)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(Ⅱ)求证:“=0a ”是“函数()y f x =有且只有一个零点” 的充分必要条件. 24.求下列函数的导数: (1)()(1sin )(14)f x x x =+-; (2)()21x xf x x =-+. 25.已知函数()(1)当时,求曲线在处的切线方程;(2)当时,试讨论的单调性.26.(1)求曲线1y x=在点()11--,处的切线方程; (2)求经过点(4,0)且与曲线1y x=相切的直线方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】引入点(,)P a b ,(,)Q c d ,利用点P 在曲线ln xy x=上,Q 在直线2y x =+上,只要求得PQ 的最小值即可得,为此可利用导数求出曲线ln xy x=上切线斜率为1的切点坐标,此点即为取最小值时的Q 点,从而计算后可得结论. 【详解】 ∵ln |2|0a b c d a -+-+=,∴ln ab a =,2dc =+,设(,)P a b ,(,)Q cd ,则点P 在曲线ln xy x=上,Q 在直线2y x =+上, 设曲线ln xy x=上切线斜率为1的切点为00(,)x y , 21ln xy x -'=, (0,)x e ∈时,0y '>,ln x y x =递增,(,)x e ∈+∞时,0y '<,ln xy x=递减,max ln 1e y e e==, 直线2y x =+在曲线ln xy x=上方, 由021ln 1x x -=,即200ln 10x x +-=,记2()ln 1f x x x =+-,显然()f x 在(0,)+∞上是增函数,而(1)0f =,∴01x =是()0f x =的唯一解.0ln101y ==,0(1,0)Q ,点0Q 到直线2y x =+的距离为2h ==, ∴22()()a c b d -+-的最小值为292h =. 故选:B . 【点睛】本题考查用几何意义求最值,考查导数的几何意义,解题关键是引入点的坐标:(,)P a b ,(,)Q c d .已知条件说明两点中一点在一条直线上,一点在一函数图象上,只要求得曲线上与直线平行的切线的切点坐标,距离的最小值就易求得.2.C解析:C 【分析】求函数的导数,由已知切线的方程,可得切线的斜率,求得切线的坐标,可得1a b +=,再由乘1法和基本不等式,即可得到所求最小值. 【详解】解:()y ln x b =+的导数为1y x b'=+, 由切线的方程y x a =-可得切线的斜率为1, 可得切点的横坐标为1b -,所以切点为(1,0)b -, 代入y x a =-,得1a b +=,a 、b 为正实数,则111()()22241b a b a a b a b a b a b a b+=++=+++=. 当且仅当12a b ==时,11a b+取得最小值4. 故选:C 【点睛】本题主要考查导数的应用,利用导数的几何意义以及基本不等式是解决本题的关键,属于中档题.3.C解析:C 【分析】设切点坐标为()0,1x ,求导得到44y x '=-,计算得到答案. 【详解】设切点坐标为()0,1x ,∵44y x '=-,由题意知,0440x -=,∴01x =,即切点为()1,1,∴124p =-+,∴3p =.故选:C . 【点睛】本题考查了根据切线求参数,意在考查学生的计算能力.4.C解析:C 【分析】求导得()f x ',根据()f x '是偶函数求解a ,再根据导数的几何意义求解曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程即可.【详解】由题, ()()2321f x x a x a '=--+,因为()f x '是偶函数且为关于x 的多项式,故其奇次项()21a x --的系数()2101a a --=⇒=.故()3f x x x =+,()231f x x ='+.又()01f '=,()00f =,故曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为()010y x -=⋅-, 即0x y -=. 故选:C 【点睛】本题主要考查根据奇偶性求参数值以及利用导数的几何意义求解切线方程的方法.属于中档题.5.B解析:B 【分析】作出函数的图象,并作出切线与割线,结合导数的几何意义,对选项逐个分析,可选出答案. 【详解】对于①,设112x =,21x =,()()121221ln ln1122ln 21112f x f x x x x --==>=--,显然①不正确;作出函数()ln f x x =的图象,取点()()11,C x f x ,点()()22,D x f x ,取线段CD 的中点B ,过B 作垂直于x 轴的直线交函数图象于A ,显然A B y y >,即()()121222f x f x x x f ++⎛⎫> ⎪⎝⎭,即④成立.在弧CD 之间,必存在某点E ,使过该点的切线的斜率等于割线CD 的斜率,所以②对.对于③,1()f x x'=,()'f x 在()0,∞+上单调递减,(1)1f '=,表示过点()1,0的切线的斜率为1,若11x >,21>x ,则1()1f x '<,2()1f x '<,割线CD 的斜率小于1,所以③对. 故选:B.【点睛】本题考查函数的导数、导数的几何意义,考查对数函数的图象性质,考查学生的推理能力,属于中档题.6.A解析:A 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,运用点斜式方程可得切线的方程. 【详解】2xy x =-的导数为22'(2)y x =--, 可得曲线22y x =-在点()1,1-处的切线斜率为1'|2x k y ===-, 所以曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为12(1)y x +=--, 即21y x =-+, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有求导公式,导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.7.C解析:C 【分析】先判定点(,1)π-是否为切点,再利用导数的几何意义求解. 【详解】当x π=时,2sin cos 1y =π+π=-,即点(,1)π-在曲线2sin cos y x x =+上.2cos sin ,y x x '=-2cos sin 2,x y πππ=∴=-=-'则2sin cos y x x =+在点(,1)π-处的切线方程为(1)2()y x --=--π,即2210x y +-π+=.故选C .【点睛】本题考查利用导数工具研究曲线的切线方程,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取导数法,利用函数与方程思想解题.学生易在非切点处直接求导数而出错,首先证明已知点是否为切点,若是切点,可以直接利用导数求解;若不是切点,设出切点,再求导,然后列出切线方程.8.D解析:D 【分析】根据切线斜率可求得b ;进而可得到()1f n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的通项公式,采用裂项相消法求得数列的前2019项的和.【详解】由题意得:()2f x x b '=+ ()123f b '∴=+=,解得:1b =()2f n n n ∴=+ ()()21111111f n n n n n n n ∴===-+++ 2019111111112019112233420192019120202020S ∴=-+-+-+⋅⋅⋅+-=-=+本题正确选项:D 【点睛】本题考查裂项相消法求数列前n 项和的问题,关键是能够利用导数的几何意义求得数列的通项公式.9.D解析:D 【分析】求出原函数的导函数,得到函数在2x =时的导数,再由两直线平行与斜率的关系求得a 值. 【详解】解:由31x y x +=-,得()()2213411x x y x x ---=---'=,∴2'|4x y ==-, 又曲线31x y x +=-在点25(,)处的切线与直线10ax y +-=平行,∴4a -=-,即4a =. 故选D . 【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查两直线平行与斜率的关系,是中档题.10.B解析:B 【分析】 令()()xf xg x e=,x ∈R .()()()x f x f x g x e '-'=,根据x R ∀∈,均有()()f x f x '<,可得函数()g x 的单调性,进而得出结论. 【详解】 解:令()()xf xg x e =,x ∈R . ()()()xf x f xg x e '-'=, x R ∀∈,均有()()f x f x '<, ()g x ∴在R 上单调递增,(2019)(0)(2019)g g g ∴-<<,可得:2019(2019)(0)e f f -<,2019(2019)(0)f e f >. 故选B . 【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性、方程与不等式的解法、构造法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.11.D解析:D 【详解】 因为曲线12xy e =,所以1212x y e '=切线过点(4,e 2)∴f′(x )|x=4=12e 2, ∴切线方程为:y-e 2=12e 2(x-4), 令y=0,得x=2,与x 轴的交点为:(2,0), 令x=0,y=-e2,与y 轴的交点为:(0,-e2),∴曲线12x y e =在点(4,e 2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积s=12×2×|-e 2|=e 2. 故选D .12.C解析:C 【分析】根据基本导数公式判断即可. 【详解】()sin 'cos x x =,()3'3ln 3xx= ,()21log 'ln2x x =⋅,'211x x⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 故选C. 【点睛】本题考查了基本导数公式,属于基础题二、填空题13.n2n+1【解析】【分析】利用导数的几何意义求a 然后通过数列{1f(n)}的通项公式利用裂项法进行求和即可求出Sn 【详解】由题意知f(x)=2ax 则k=f(1)=2a2a ⋅(-18)=-1故a=4f 解析:【解析】 【分析】利用导数的几何意义求a ,然后通过数列{}的通项公式,利用裂项法进行求和即可求出. 【详解】 由题意知,则,,故,,故,.故答案为【点睛】本题考查数列求和,切线的应用,熟记求和基本方法,准确计算是关键,是基础题14.0【解析】【分析】求函数的导数根据导数的几何意义结合直线垂直时直线斜率的关系建立方程关系进行求解即可得结果【详解】因为函数y=(x+a)ex 在x=0处的切线与直线x+y+1=0垂直所以函数y=(x+ 解析:【解析】 【分析】求函数的导数,根据导数的几何意义结合直线垂直时直线斜率的关系建立方程关系进行求解即可得结果. 【详解】 因为函数在处的切线与直线垂直,所以函数在处的切线斜率,因为,所以,解得,故答案是0. 【点睛】该题考查的是有关利用导数研究曲线上某点处的切线的问题,涉及到的知识点有两直线垂直的条件,导数的几何意义,以及函数的求导公式,属于中档题目.15.【解析】【分析】根据导数定义以及几何意义得切线斜率再根据点斜式求切线方程【详解】设是点P 附近的一点则当无限趋于0时无限趋于常数1∴曲线在点P 处有切线且切线的斜率为1故所求切线方程为【点睛】本题考查导 解析:30x y --=【解析】 【分析】根据导数定义以及几何意义得切线斜率,再根据点斜式求切线方程. 【详解】设()12,12Q x x ⎛⎫+∆ ⎪ ⎪-+∆⎝⎭是点P 附近的一点, 则()()1112111PQ x x k xx x x+-+∆-∆===∆∆--∆+∆.当x ∆无限趋于0时,PQ k 无限趋于常数1,∴曲线11y x=-在点P 处有切线,且切线的斜率为1, 故所求切线方程为30x y --=.【点睛】本题考查导数定义以及导数几何意义,考查基本求解能力,属基础题.16.(1)(2)(4)【解析】分析:(1)频率分布直方图中每个小矩形的高不该组的频率值;(2)先考虑点是切点的情形求出切线方程然后设切点为(x0y0)根据切点与点(2-2)的斜率等于切线的斜率建立等量关解析:(1)(2)(4) 【解析】分析:(1)频率分布直方图中每个小矩形的高不该组的频率值;(2)先考虑点22-(,)是切点的情形,求出切线方程,然后设切点为(x 0,y 0),根据切点与点(2,-2)的斜率等于切线的斜率建立等量关系,解之即可求出切点,从而求出切线方程.对于(3),利用平均数与方差的性质分别进行解答即可得出答案. 对于(4),由对立事件的定义可知其错误.详解:对于(1),频率分布直方图中每个小矩形的高是该组的频率与组距的比值,∴(1)错误;对于(2), 设直线222233|9x l y k x y x y =+=-'=-∴'=-:().,,又∵直线与曲线均过点22-(,),于是直线22y k x ()+=- 与曲线33y x x =- 相切于切点22-(,)时,9k =-. 若直线与曲线切于点0002x y x ≠(,)(), 则320000000002232122y y k y x x x x x x ++==-∴=-----,,, 又200|33k y x x x ='==-,2220000021332240x x x x x ∴---=-∴--=,, 200021330x x k x ≠∴=-∴=-=,,, 故直线l 的方程为9160x y +-=或2y =-.故(2)错; 对于(3),若样本1210,,x x x 的平均数是5,方差是3,则数据121021,21,,21x x x +++的平均数是25111,⨯+= ,方差是22312⨯=.故(3)正确;对于(4),掷一颗质地均匀的骰子,事件“向上点数不大于4”和事件“向上点数不小于3”不是对立事件.故(4)错误. 故选(1)(2)(4)点睛:本题考查了频率分布直方图的应用问题,考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,考查了样本平均数,方差,考查了对立事件的定义,是基础题..17.【解析】分析:分别求出两个函数导数函数的值域进而将已知转化为两个值域存在包含关系进而可得答案详解:∵∴∵故∵∴g′′(x )=2(lnx+1)当x ∈(0)时g′′(x )<0g′(x )为减函数;当x ∈(解析:2,1e ⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦. 【解析】分析:分别求出两个函数导数函数的值域,进而将已知转化为两个值域存在包含关系,进而可得答案.详解:∵()41x f x e =+,∴()2441(1)2x x x xe f x e e e --==+'++∵11224x xx xe e e++≥+=,故()[)'10f x ∈﹣, ∵()221ln 2g x ax x x x =-+,∴()'2g x a xlnx =+, g′′(x )=2(lnx+1), 当x ∈(0,1e)时,g′′(x )<0,g′(x )为减函数;当x ∈(1e,+∞)时,g′′(x )>0,g′(x )为增函数; 故当x=1e 时,g′(x )取最小值a ﹣2e ,即g′(x )∈[a ﹣2e,0) 若对于曲线()41x f x e =+(其中e 为自然对数的底数)上任意一点处的切线l 1, 总存在在曲线()221ln 2g x ax x x x =-+上一点处的切线l 2,使得l 1∥l 2, 则[﹣1,0)⊆[a ﹣2e ,0),即a ﹣2e≤﹣1. 解得:a ∈2,1e ⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦, 故答案为:2,1e ⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦. 点睛:本题考查导数的运用:求切线的斜率,考查两直线平行的条件:斜率相等,考查任意存在性问题的解法,注意运用转化思想和值域的包含关系,考查运算能力,属于中档题.18.9【解析】分析:求出原函数的导函数由=2a+b=2得a+=1把变形为+后整体乘以1展开后利用基本不等式求最小值详解:由f (x )=ax2+bx 得=2ax+b 又f (x )=ax2+bx (a >0b >0)在点解析:9 【解析】分析:求出原函数的导函数,由(1)f '=2a+b=2,得a+2b =1,把8a b ab +变形为8b +1a后整体乘以1,展开后利用基本不等式求最小值. 详解:由f (x )=ax 2+bx ,得()f x '=2ax+b ,又f (x )=ax 2+bx (a >0,b >0)在点(1,f (1))处的切线斜率为2, 所以(1)f '=2a+b=2,即a+2b=1. 则8a b ab +=8b +1a =(8b +1a )(a+2b )=5+8a b +2ba≥9. 当且仅当8a b =2ba ,即a=13,b=43时“=”成立.所以8a bab+的最小值是9. 故答案为:9点睛:(1)本题主要考查导数的几何意义,考查基本不等式,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和转化能力. (2)解答本题的关键是8a b ab +=8b +1a =(8b +1a )(a+2b),这里利用了常量代换的技巧,即把常量“1”用“a+2b”代替,这样后面就可以利用基本不等式求最值了.常量代换这个技巧要注意理解掌握并灵活运用.19.【解析】三棱锥内接于长宽高为的长方体所以该几何体外接球的直径为表面积为 解析:6π【解析】三棱锥A BCD -内接于长宽高为的长方体,所以该几何体外接球的直径为=,表面积为246r ππ=20.【解析】由题意可得所以第4秒末的瞬时速度为填解析:32【解析】由题意可得t S t =+()()1s t=+'所以第4秒末的瞬时速度为3(4)12s '==,填32。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(答案解析)(1)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(答案解析)(1)

一、选择题1.已知()sin cos f x x x =-,定义1()()f x f x '=,[]'21()()f x f x =,…[]1()()n n f x f x '+=,(*n N ∈),经计算,1()cos sin f x x x =+,2()sin cos f x x x =-+,3()cos sin f x x x =--,…,照此规律,2019()f x =( )A .cos sin x x --B .cos sin x x -C .sin cos x x +D .cos sin x x -+2.若曲线224y x x p =-+与直线1y =相切,则p 的值为( ) A .1-B .1C .3D .43.直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则4a b +的值为( ) A .2B .-1C .1D .-24.已知(,()),(,())M t f t N s g s 是函数()ln f x x =,()21g x x =+的图象上的两个动点,则当MN 达到最小时,t 的值为 ( ) A .1 B .2C .12D .3555.设曲线31x y x +=-在点25(,)处的切线与直线10ax y +-=平行,则a=( ) A .-4B .14-C .14D .46.函数()cos sin f x x x x =-的图象上的点()00,x y 处的切线的斜率为k ,若()0k g x =,则函数()g x 的大致图象为( )A .B .C .D .7.已知点P 在曲线y=41xe +上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值 范围是( )A .[0,4π) B .[,)42ππC .3(,]24ππD .3[,)4ππ 8.曲线12e x y =在点2(4,e )处的切线与坐标轴所围三角形的面积为 A .29e 2B .24eC .22eD .2e9.若函数()33=-ln 3f x x x x -+-,则曲线()y f x =在点()()-1,-1f 处的切线的倾斜角是( ) A .6π B .3π C .23π D .56π 10.设点P ,Q 分别是曲线x y xe -=(e 是自然对数的底数)和直线+3y x =上的动点,则P ,Q 两点间距离的最小值为( ) A .22B .322C .(41)22e - D .(41)22e + 11.已知定义在()0+∞,上的函数()()26ln 4x m g x f x x x =+=-,,设两曲线()y f x =与()y g x =在公共点处的切线相同,则m 值等于( )A .5B .3C .3-D .5-12.设()ln f x x x =,若0()2f x '=,则0x =( ) A .2eB .eC .1ln 22D .2ln 2二、填空题13.已知抛物线1C :224y x x =+和2C :22y x m =-+有且仅有一条公切线(同时与1C 和2C 相切的直线称为1C 和2C 的公切线),则m =______.14.曲线y =x 2+3x 在点(-1,-2)处的切线与曲线y =ax +ln x 相切,则a =________. 15.已知函数为偶函数,若曲线的一条切线的斜率为,则该切点的横坐标等于______.16.如图,函数y=f (x )的图象在点P 处的切线方程是y=-x+8,则f (2018)+f'(2018)=_________.17.已知函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式1()3'(1)f x xf x=+,则'(2)f 的值等于__________.18.设()0sin f x x =,()()10'f x f x =,()()21'f x f x =,…,()()1'n n f x f x +=,n N ∈,则()20170f = __________19.已知点P 在曲线sin y x =上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值范围是__________.20.已知直线y kx =是曲线x y e =的切线,则实数k 的值为__________.三、解答题21.已知直线240x y +-=与抛物线212y x =相交于,A B 两点(A 在B 上方),O 是坐标原点。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试题(含答案解析)(1)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试题(含答案解析)(1)

一、选择题1.已知()()()()()()*1232,f x x x x x n n n N =++++≥∈,其导函数是()f x ',若()()10n f a f '-=,则50a =( )A .150!B .150C .50D .50!2.已知函数()ln f x x x =-的图象在1x x =和2x x =处的切线互相垂直,且1212x x =,则12x x +=( )A .2B .3C .4D .63.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( ) A .1B .3C .4D .54.函数()21cos 6f x x x =-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .5.已知P 与Q 分别为函数260x y --=与函数21y x =+的图象上一点,则线段||PQ 的最小值为( ) A .65B 5C .55D .66.曲线()33ln y x x x =-⋅在点(1,0)处的切线方程为( )A .220x y +-=B .210x y +-=C .10x y +-=D .440x y +-=7.若曲线2y x ax b =++在点(0,b )处的切线方程是x +y -1=0,则 A .a=1,b=1 B .a=-l ,b=lC .a=l ,b=-1D .a=-1,b=-168.曲线y =2sin x +cos x 在点(π,–1)处的切线方程为A .10x y --π-=B .2210x y --π-=C .2210x y +-π+=D .10x y +-π+=9.已知函数()f x 的导函数为()'f x ,且满足()2()cos 2f x x f x π+'=⋅,则0()()22lim x f f x x ππ∆→-+∆=∆( ) A .1- B .0C .1D .210.已知函数32(),3x f x x x m m R =+-+∈,2()45g x x x =-+,若直线2y x a =+与两函数的图象均相切,则m =( )A .233-或13- B .3-或7- C .73-或7- D .73-或13- 11.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ). A .1B .2C .2D .2212.已知函数2()f x x bx =+的图象在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3,数列1()f n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ,则2020S 的值为( ) A .20202021B .20192020C .20182019D .20172018二、填空题13.已知定义在R 上的奇函数()f x 满足当0x >时,()3ln f x x x=-,则曲线()y f x =在点()()1,1f --处的切线斜率为______.14.已知曲线f (x )=e x +sinx ﹣x 3+1在点(0,f (0))处的切线的倾斜角为α,则tan2α的值为_____15.如图,函数y=f (x )的图象在点P 处的切线方程是y=-x+8,则f (2018)+f'(2018)=_________.16.若对()0,,x ∀∈+∞都有ln x ax ≤恒成立,则实数a 的取值范围为__________ 17.已知函数()ln f x x x =+,若函数()f x 在点()()00,P x f x 处切线与直线310x y -+=平行,则0x =____________18.三棱锥A BCD -中,3AB CD ==,2==AC BD ,5AD BC ==体外接球的表面积为_______________.19.设()0sin f x x =,()()10'f x f x =,()()21'f x f x =,…,()()1'n n f x f x +=,n N ∈,则()20170f = __________20.等比数列中,,函数,则曲线在点处的切线方程为____.三、解答题21.已知函数()24ln 23f x x x ax =-+.(1)当1a =时,求()f x 的图象在()()1,1f 处的切线方程;(2)若函数()()3g x f x ax m =-+在1,e e⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个零点,求实数m 的取值范围.22.已知直线240x y +-=与抛物线212y x =相交于,A B 两点(A 在B 上方),O 是坐标原点。

北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(包含答案解析)

北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(包含答案解析)

一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( ) A .1B .3C .4D .52.若曲线()xf x mx e n =⋅+在点()()1,1f 处的切线方程为y ex =,则m n +的值为( ) A .12e + B .12e - C .12D .2e 3.曲线()2(1)ln ,y f x x a x a R ==--∈,在点()()1,1Pf 处的切线与直线210x y ++=垂直,则a =( )A .1-B .2-C .3-D .4-4.函数3sin 2y x =的导数是( ) A .'3sin 2sin 4y x x = B .2'3sin 2y x = C .2'3sin 2cos2y x x =D .'6sin 2cos 2y x x =5.已知曲线()3:x ,C f x ax a =-+若过点A (1.1)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为( ) A .38B .1C .98D .1586.设点P 是曲线335y x =+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 .20,3π⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .2[0,),23πππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C .2,23ππ⎛⎤⎥⎝⎦D .2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 7.一质点的运动方程为s =20+12gt 2(g =9.8 m/s 2),则t =3 s 时的瞬时速度为( ) A .20 m/s B .29.4 m/s C .49.4 m/sD .64.1 m/s8.已知函数()f x 的导函数为()f x '且满足()()21ln f x x f x '=⋅+,则1f e ⎛⎫'= ⎪⎝⎭( ) A .12e- B .2e - C .1-D .e9.直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则4a b +的值为( ) A .2B .-1C .1D .-210.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()2()f x xf e ='lnx +,则()f e =( )A .eB .1e-C .1-D .e -11.若()f x 为定义在区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈,总有()()()()()12l 1211f x x f x f x λλλλ+-+-,则称这个函数为“上进”函数,下列函数是“上进”函数的个数是( )①()x x f x e =,②()f x =,③()()ln 1x f x x+=,④()21xf x x =+. A .4B .3C .2D .112.已知函数2()f x x bx =+的图象在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3,数列1()f n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ,则2020S 的值为( ) A .20202021B .20192020C .20182019D .20172018二、填空题13.函数()ln(32)f x x =-在点(1,(1))f 处的切线方程为_______14.已知函数()()2xf x x a e =-,且()'13f e =,则曲线()y f x =在0x =处的切线方程为______. 15.已知函数1()11f x x a x =++-+的图象是以点(1,1)--为中心的中心对称图形,2()x g x e ax bx =++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与曲线()y g x =在点(0,(0))g 处的切线互相垂直,则a b +=__________.16.如果曲线f (x )=x 3+x -16,的某一切线与直线y =-14x +3垂直,则切线方程_________.17.已知实数a ,b 满足225ln 0a a b --=,R c ∈__________.18.已知函数()()20,0f x ax bx a b =+>>的图象在点()()1,1f 处的切线的斜率为2,则8a bab+的最小值为___________ 19.曲线()ln f x x ax =+ 存在与直线20x y -=平行的切线,则实数a 的取值范围_______.20.关于x 的方程2xx a e +=有3个不同的实数解,则实数a 的取值范围为______________.三、解答题21.已知a R ∈,函数()()(x x f x e ax xe =-.(1)若曲线()y f x =在点(0,(0))f 1,求a 的值;(2)设()x g x xe =()1g x >对x ∈R 恒成立; (3)若1(0,)a e∈,证明:()2f x a >对x ∈R 恒成立. 22.(1)函数()(1sin )f x x x =+的导数为()'f x ,求2f π⎛⎫' ⎪⎝⎭; (2)设l 是函数1y x=图象的一条切线,证明:l 与坐标轴所围成的三角形的面积与切点无关.23.求证:曲线3y x x =-在x =1处的切线方程与直线112y x =-+垂直. 24.已知()(),1nf x y ax by =++(常数,a b Z ∈,*n N ∈且2n ≥). (1)若2a =-,0b =,2019n =,记()201901,i ii x y a x a f ==+∑,求:①20191ii a =∑;②20191ii ia =∑.(2)若(),f x y 展开式中不含x 的项的系数的绝对值之和为729,不含y 的项的系数的绝对值之和为64,求n 的所有可能值. 25.已知函数221()(1)2xf x x a e ax a x =---+,其中e a <. (1)若2a =,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (2)若()f x 在(1,2)内只有一个零点,求a 的取值范围.26.已知函数321()4f x x x x =-+. (Ⅰ)求曲线()y f x =的斜率为1的切线方程;(Ⅱ)当[2,4]x ∈-时,求证:6()x f x x -≤≤;(Ⅲ)设()|()()|()F x f x x a a =-+∈R ,记()F x 在区间[2,4]-上的最大值为M (a ),当M (a )最小时,求a 的值.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=.故选:C. 【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.A解析:A 【分析】求导得到()()'1xf x m x e =+⋅,由已知得()1f e =,()1f e '=,解得答案.【详解】()x f x mx e n =⋅+,则()()'1x f x m x e =+⋅,故()1f e =,()1f e '=,()11me n e m e e +=⎧∴⎨+=⎩,解得122m e n ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以12e m n ++=. 故选:A . 【点睛】本题考查了根据切线方程求参数,意在考查学生的计算能力和转化能力.3.B解析:B 【分析】由导数的几何意义得出切线的斜率为k a =-,结合垂直关系,即可得出a 的值. 【详解】()2(1)af x x x'=--,则在点()()1,1P f 处的切线的斜率为k a =-由切线与直线210x y ++=垂直,可得2a -=,则2a =-故选:B 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义的应用,属于中档题.4.A解析:A 【分析】由求导公式及复合函数的导数求导法则可得. 【详解】 由求导公式可得:223sin 2(sin 2)3sin 2cos2(2)y x x x x x '''==26sin 2cos 2x x = 3sin 2sin 4x x =故选:A 【点睛】本题主要考查了求导公式及复合函数的求导法则,属于中档题.5.D解析:D 【分析】设切点()3000,x x ax a -+,利用导数的几何意义求切线方程,并且求切点,由题意可知切线在切点处的导数和为0,求a . 【详解】()23f x x a '=-,设切点为()3000,x x ax a -+,()2003f x x a '∴=-∴过切点的切线方程为:()()()3200003y x ax a x a x x --+=--,切线过点()1,1A ,()()()320000131x ax a x a x ∴--+=-- ,整理为:32002310x x -+= , 化简为:()()2001210x x -+= ,01x ∴=或012x =-,()13f a '=-,1324f a ⎛⎫'-=- ⎪⎝⎭,由两条切线的倾斜角互补,得 3304a a -+-=,解得158a =.故选:D 【点睛】本题考查导数的几何意义,求切线方程,并且求参数,意在考查转化与化归和计算能力.6.B解析:B 【解析】 【分析】先求函数的导数的范围,即曲线斜率的取值范围,从而求出切线的倾斜角的范围. 【详解】 解:2333y x '=-,tan 3α∴-,2[0,),23ππαπ⎡⎫∴∈⎪⎢⎣⎭,故选B . 【点睛】本题考查导数的几何意义,直线的倾斜角与斜率,属于基础题.7.B解析:B 【解析】v =s ′(t )=gt ,∴当t =3时,v =3g =29.4. 选B8.B解析:B 【分析】对函数求导得到导函数,代入1x =可求得()11f '=-,从而得到()f x ',代入1=x e求得结果. 【详解】由题意得:()()121f x f x''=+令1x =得:()()1211f f ''=+,解得:()11f '=-()12f x x '∴=-+12f e e ⎛⎫'∴=- ⎪⎝⎭本题正确选项:B 【点睛】本题考查导数值的求解,关键是能够通过赋值的方式求得()1f ',易错点是忽略()1f '为常数,导致求导错误.9.A解析:A 【解析】 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,由切点满足切线的方程和曲线的方程,解方程即可求解,得到答案. 【详解】由题意,直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4), 则点(1,4)满足直线2y kx =+,代入可得412k =⨯+,解得2k =, 又由曲线()32f x x ax b =++,则()232f x x a '=+,所以()213122f a '=⨯+=,解得12a =-,即()3f x x x b =-+,把点(1,4)代入()3f x x x b =-+,可得3411b =-+,解答4b =,所以144()422a b +=⨯-+=,故选A . 【点睛】本题主要考查了利用导数的几何意义求解参数问题,其中解答中熟记导数的几何意义,合理准确计算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.10.C解析:C 【分析】求得()12()f x f e x '='+,令x e =,解得1()f e e '=-,得到()2f x x lnx e=-+,即可求解()f e 的值,得到答案. 【详解】由题意,函数()2()f x xf e ='lnx +,则()12()f x f e x'='+, 令x e =,则()12()f e f e e '='+,解得1()f e e '=-,即()2f x x lnx e=-+, 令x e =,则()2ln 1f e e e e=-⨯+=-,故选C. 【点睛】本题主要考查了导数运算,以及函数值的求解,其中正确求解函数的导数,求得()f e '的值,得出函数的解析式是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.11.B解析:B 【解析】 【分析】将问题进行等价转化,然后结合导函数的解析式研究函数的性质即可确定“上进”函数的个数. 【详解】由区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈, 总有()()()()()121211x f x x f x f λλλλ+-+-,等价为对任意x G ∈,有()0f x ''>成立(()''f x 是函数()f x 导函数的导函数), ①()x x f x e =的导数()1'x x f x e -=,()2''xxf x e-+=,故在()2,3上大于0恒成立,故①为“上进”函数;②()f x =()'f x =,()1''04f x =-<恒成立,故②不为“上进”函数; ③()()ln 1x f x x+=的导数()()()()21ln 11x x x f x x x ++'-=+,()()()()2233221ln 11x x x x f x x x --+++=+''当21,3x ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭时,2320x x --<,()()21ln 10x x ++<,()230,10x x <+>,则()''0f x >恒成立.故③为“上进”函数;④()21x f x x =+的导数()()2221'1x f x x -=+,()()33226''1x x f x x-=+,当()2,3x ∈时,()''0f x >恒成立.故④为“上进”函数. 故选B . 【点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.12.A解析:A 【分析】由2()f x x bx =+,求导得到()2f x x b '=+,再根据函数2()f x x bx =+的图象在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3,由(1)23f b '=+=求解,从而得到()2()1f x x x x x =+=+,则()1111()11f n n n n n ==-++,再利用裂项相消法求解. 【详解】因为2()f x x bx =+, 所以()2f x x b '=+,因为函数2()f x x bx =+的图象在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3, 所以(1)23f b '=+=, 解得1b =,所以()2()1f x x x x x =+=+,数列()1111()11f n n n n n ==-++,所以202011111111 (12233420202021)S =-+-+-++-, 12020120212021=-=. 故选:A 【点睛】本题主要考查导数的几何意义以及数列的裂项法求和,还考查了运算求解的能力,属于中档题.二、填空题13.【分析】求出该点坐标和导函数该点的导数值即为此处切线斜率利用点斜式写出直线方程化简可得【详解】由题:所以函数在处的切线斜率所以切线方程:即故答案为:【点睛】此题考查导数的几何意义求函数在某点处的切线 解析:330x y --=【分析】求出该点坐标和导函数,该点的导数值即为此处切线斜率,利用点斜式写出直线方程化简可得. 【详解】由题:(1)ln(32)0f =-=,3()32f x x '=-, 所以函数()f x 在(1,0)处的切线斜率(1)3k f '==,所以切线方程:03(1)y x -=-,即330x y --=. 故答案为:330x y --=. 【点睛】此题考查导数的几何意义,求函数在某点处的切线方程,易错点在于容易混淆函数值与导数值,考查基本运算,是基础题.14.【分析】求导利用求出根据导数几何意义可求斜率利用点斜式写出切线方程即可【详解】∵∴解得即则∴曲线在点处的切线方程为即【点睛】本题主要考查了导数的几何意义切线方程属于中档题 解析:10x y --=【分析】求导,利用()'13f e =求出a ,根据导数几何意义可求斜率(0)k f '=,利用点斜式写出切线方程即可. 【详解】∵()()()'2222xxxf x e x a e x a e =+-=+-,∴()()'143f a e e =-=,解得1a =,即()()21x f x x e =-,()01f =-,则()()'21x f x x e =+,∴()'01f =,曲线()y f x =在点0x =处的切线方程为()110y x +=⨯-,即10x y --=.【点睛】本题主要考查了导数的几何意义,切线方程,属于中档题.15.【分析】由中心对称得可解得再由两切线垂直求导数得斜率令其乘积为-1即可得解【详解】由得解得所以又所以因为由得即故答案为【点睛】本题主要考查了函数的中心对称性考查了导数的几何意义即切线斜率属于中档题 解析:43-【分析】由中心对称得()()022f f +-=-,可解得a ,再由两切线垂直,求导数得斜率,令其乘积为-1,即可得解. 【详解】由()()022f f +-=-,得11121242a a a +---+-=-=-, 解得1a =,所以()11f x x x =++. 又()()21'11f x x =-++,所以()3'14f =.因为()2xg x e x bx =++,()'2xg x e x b =++,()'01g b =+,由()3114b +=-,得413b +=-,即43a b +=-. 故答案为43- 【点睛】本题主要考查了函数的中心对称性,考查了导数的几何意义即切线斜率,属于中档题.16.y =4x -18或y =4x -14【解析】【分析】先求然后求出的解即得切点的横坐标从而求得切线方程【详解】设切点为因切线与直线垂直故故或当时切线方程为;当时切线方程为综上填或【点睛】对于曲线的切线问题注解析:y =4x -18或y =4x -14.【解析】 【分析】先求()'f x ,然后求出()'4f x =的解即得切点的横坐标,从而求得切线方程. 【详解】设切点为()00,x y ,因切线与直线134y x =-+垂直,故()200'314f x x =+=,故01x =-或01x =,当01x =-时,()018f x =-,切线方程为()4118414y x x =+-=-;当01x =时,()014f x =-,切线方程为()4114418y x x =--=-, 综上,填418y x =-或414y x =-. 【点睛】对于曲线的切线问题,注意“在某点处的切线”和“过某点的切线”的差别,切线问题的核心是切点的横坐标.如果切点为()()00,x f x ,那么切线方程为:()()()000'y f x x x f x =-+.17.【解析】分析:分别设则表曲线上的点到直线的距离则最小值表示与直线平行的切线之间的距离求出曲线的切线方程根据平行线之间的距离公式即可求解详解:分别设则表曲线上的点到直线的距离所以最小值表示与直线平行的 解析:322【解析】分析:分别设()223ln (0),y f x x x x y x ==->=-,则22()()a c b c -++表曲线()y f x =上的点到直线y x =-的距离,则22()()a c b c -++最小值表示与直线y x=-平行的切线之间的距离,求出曲线的切线方程,根据平行线之间的距离公式,即可求解. 详解:分别设()223ln (0),y f x x x x y x ==->=-,则22()()a c b c -++表曲线()y f x =上的点到直线yx =-的距离,所以22()()a c b c -++最小值表示与直线y x =-平行的切线之间的距离, 因为()225ln f x x x =-,所以()54f x x x='-, 令()541f a a a=-=-',解得1a =,所以()12f b ==, 所以曲线过点(1,2)的切线方程为2(1)y x -=--,即30x y +-=, 所以直线30x y +-=与直线yx =-间的距离为33222d ==,即22()()a c b c -++最小值322.点睛:本题主要考查了利用导数研究曲线在某点处的切线方程,以及两条平行线之间的距y x=-平行的切线之间的距离上解答的关键,着重考查了转化与化归思想,以及推理与计算能力,试题属于中档试题.18.9【解析】分析:求出原函数的导函数由=2a+b=2得a+=1把变形为+后整体乘以1展开后利用基本不等式求最小值详解:由f(x)=ax2+bx得=2ax+b又f (x)=ax2+bx(a>0b>0)在点解析:9【解析】分析:求出原函数的导函数,由(1)f'=2a+b=2,得a+2b=1,把8a bab+变形为8b+1a后整体乘以1,展开后利用基本不等式求最小值.详解:由f(x)=ax2+bx,得()f x'=2ax+b,又f(x)=ax2+bx(a>0,b>0)在点(1,f(1))处的切线斜率为2,所以(1)f'=2a+b=2,即a+2b=1.则8a bab+=8b+1a=(8b+1a)(a+2b)=5+8ab+2ba≥9.当且仅当8ab=2ba,即a=13,b=43时“=”成立.所以8a bab+的最小值是9.故答案为:9点睛:(1)本题主要考查导数的几何意义,考查基本不等式,意在考查学生对这些基础知识的掌握能力和转化能力. (2)解答本题的关键是8a bab+=8b+1a=(8b+1a)(a+2b),这里利用了常量代换的技巧,即把常量“1”用“a+2b”代替,这样后面就可以利用基本不等式求最值了.常量代换这个技巧要注意理解掌握并灵活运用.19.(﹣∞2﹣)∪(2﹣2)【解析】分析:函数f(x)=lnx+ax存在与直线2x ﹣y=0平行的切线⇔方程f′(x)=+a在区间x∈(0+∞)上有解并且去掉直线2x ﹣y=0与曲线f(x)相切的情况解出即解析:(﹣∞,2﹣1e)∪(2﹣1e,2)【解析】分析:函数f(x)=lnx+ax存在与直线2x﹣y=0平行的切线⇔方程f′(x)=1x+a在区间x∈(0,+∞)上有解,并且去掉直线2x﹣y=0与曲线f(x)相切的情况,解出即可.详解:函数f (x )=lnx+ax 的导数为f′(x )=1x+a (x >0). ∵函数f (x )=lnx+ax 存在与直线2x ﹣y=0平行的切线, ∴方程1x+a=2在区间x ∈(0,+∞)上有解. 即a=2﹣1x在区间x ∈(0,+∞)上有解. ∴a <2.若直线2x ﹣y=0与曲线f (x )=lnx+ax 相切,设切点为(x 0,2x 0).则0000122a x x lnx ax⎧+=⎪⎨⎪=+⎩,解得x 0=e . 此时a=2﹣1e.综上可知:实数a 的取值范围是(﹣∞,2﹣1e )∪(2﹣1e,2). 故答案为:(﹣∞,2﹣1e )∪(2﹣1e,2). 点睛:与导数几何意义有关问题的常见类型及解题策略①已知切点求切线方程.解决此类问题的步骤为:①求出函数()y f x =在点0x x =处的导数,即曲线()y f x =在点00(,())x f x 处切线的斜率;②由点斜式求得切线方程为000()()y y f x x x '-=-.②已知斜率求切点.已知斜率k ,求切点11(,())x f x ,即解方程()f x k '=.③求切线倾斜角的取值范围.先求导数的范围,即确定切线斜率的范围,然后利用正切函数的单调性解决.20.【解析】由题意则临界情况为与相切的情况则所以切点坐标为则此时所以只要图象向左移动都会产生3个交点所以即点睛:解的个数问题我们采用图象法辅助解题画出图象我们可以知道在处有一个交点则在处必须有两个交点所 解析:(1ln 2,)-+∞【解析】由题意,则临界情况为()2y x a =+与x y e =相切的情况,'2x y e ==,则ln 2x =,所以切点坐标为()ln 2,2,则此时1ln 2a =-,所以只要2y x a =+图象向左移动,都会产生3个交点, 所以1ln 2a >-,即()1ln2,-+∞。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(答案解析)(3)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(答案解析)(3)

一、选择题1.已知实数a ,b ,c ,d 满足ln |2|0ab c d a-+-+=,则(a ﹣c )2+(b ﹣d )2的最小值为( ) A .4B .92CD .22.函数f (x )=22x x -+ 在点 (1,2) 处的切线方程为( ) A .x +y +1=0 B .x -y -1=0 C .x -y +1=0 D .x +y -1=03.①若直线l 与曲线:()C y f x =有且只有一个公共点,则直线l 一定是曲线()y f x =的切线;②若直线l 与曲线:()C y f x =相切于点00(,)P x y ,且直线l 与曲线:()C y f x =除点P 外再没有其他的公共点,则在点P 附近,直线l 不可能穿过曲线()y f x =;③若'0()f x 不存在,则曲线()y f x =在点00(,())x f x 处就没有切线;④若曲线()y f x =在点00(,())x f x 处有切线,则'0()f x 必存在.则以上论断正确的个数是( ) A .0个B .1个C .2个D .3个4.已知221111x xf x x--⎛⎫= ⎪++⎝⎭,则曲线()y f x =在点)f 处的切线的斜率为( )A .19-B .29-C .19D .295.若曲线2y x ax b =++在点(0,b )处的切线方程是x +y -1=0,则 A .a=1,b=1 B .a=-l ,b=lC .a=l ,b=-1D .a=-1,b=-166.曲线y =2sin x +cos x 在点(π,–1)处的切线方程为A .10x y --π-=B .2210x y --π-=C .2210x y +-π+=D .10x y +-π+=7.已知函数()f x 的导函数为()'f x ,且满足()2()cos 2f x x f x π+'=⋅,则0()()22lim x f f x x ππ∆→-+∆=∆( ) A .1- B .0 C .1D .28.曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为( )A .21y x =--B .21y x =-C .21y x =-+D .21y x =+9.若存在过点()0,0O 的直线l 与曲线()3232f x x x x =-+和2y x a =+都相切,则a 的值是( ) A .1B .164-C .1或164-D .1或16410.设21sin x y x-=,则'y =A .()222sin 1cos sin x x x xx--- B .()222sin 1cos sin x x x xx-+-C .()22sin 1sin x x x x-+- D .()22sin 1sin x x x x---11.直线l 经过点(0,)A b ,且与直线y x =平行,如果直线l 与曲线2y x 相切,那么b等于( )A .14-B .12-C .14D .1212.曲线l (n )f x x x =-在点(1,(1))f 处的切线方程为A .0x y +=B .1x =C .20x y --=D .1y =-二、填空题13.设l 是2y x=图象的一条切线,问l 与坐标轴所围成的三角形面积为______. 14.直线l 是曲线32y x x =+-在点()0,2-处的切线,求直线l 的倾斜角__________. 15.在曲线3211333y x x x =-+-的所有切线中,斜率最小的切线方程为______. 16.已知函数1()11f x x a x =++-+的图象是以点(1,1)--为中心的中心对称图形,2()x g x e ax bx =++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与曲线()y g x =在点(0,(0))g 处的切线互相垂直,则a b +=__________.17.若直线1y x =+与函数()ln f x ax x =-的图像相切,则a 的值为__________. 18.若对()0,,x ∀∈+∞都有ln x ax ≤恒成立,则实数a 的取值范围为__________ 19.已知()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式()3'(2)ln f x xf x =+,则(1)f '的值为___.20.过点()1,1-与曲线()32f x x x =-相切的直线方程是__________.三、解答题21.已知函数()mf x mx x=-,()2ln g x x =. (1)当2m =时,求曲线()y f x =在点(1(1))f ,处的切线方程; (2)当1m =时,判断方程()()f x g x =在区间(1)+∞,上有无实根;(3)若(1]x e ∈,时,不等式()()2f x g x -<恒成立,求实数m 的取值范围. 22.已知函数(0)m >.(1)若,求曲线在点处的切线方程;(2)若函数在区间(21,1)m m -+上单调递增,求实数的取值范围.23.求证:曲线3y x x =-在x =1处的切线方程与直线112y x =-+垂直. 24.设函数()ln ()f x ax x a R =-∈ (1)求函数()f x 的单调区间;(2)过坐标原点O 作曲线2()y f x x =+的切线,求切点的横坐标.25.已知平面向量(sin 2,cos2),(sin 2,cos2)a x x b ϕϕ==,设函数()f x a b =⋅(ϕ为常数且满足0πϕ-<<),若函数4y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭图象的一条对称轴是直线8x π=.(1)求ϕ的值; (2)求函数4y f x π⎛⎫=-⎪⎝⎭在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值和最小值: (3530x y -+=与函数4y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象不相切. 26.已知函数221()(1)2xf x x a e ax a x =---+,其中e a <. (1)若2a =,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (2)若()f x 在(1,2)内只有一个零点,求a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】引入点(,)P a b ,(,)Q c d ,利用点P 在曲线ln xy x=上,Q 在直线2y x =+上,只要求得PQ 的最小值即可得,为此可利用导数求出曲线ln xy x=上切线斜率为1的切点坐标,此点即为取最小值时的Q 点,从而计算后可得结论. 【详解】∵ln |2|0a b c d a -+-+=,∴ln ab a =,2dc =+,设(,)P a b ,(,)Q cd ,则点P 在曲线ln xy x=上,Q 在直线2y x =+上, 设曲线ln xy x=上切线斜率为1的切点为00(,)x y , 21ln xy x -'=, (0,)x e ∈时,0y '>,ln x y x =递增,(,)x e ∈+∞时,0y '<,ln xy x=递减,max ln 1e y e e==, 直线2y x =+在曲线ln xy x=上方, 由021ln 1x x -=,即200ln 10x x +-=,记2()ln 1f x x x =+-,显然()f x 在(0,)+∞上是增函数,而(1)0f =,∴01x =是()0f x =的唯一解.0ln101y ==,0(1,0)Q ,点0Q 到直线2y x =+的距离为h ==, ∴22()()a c b d -+-的最小值为292h =. 故选:B . 【点睛】本题考查用几何意义求最值,考查导数的几何意义,解题关键是引入点的坐标:(,)P a b ,(,)Q c d .已知条件说明两点中一点在一条直线上,一点在一函数图象上,只要求得曲线上与直线平行的切线的切点坐标,距离的最小值就易求得.2.C解析:C 【分析】 求出()'fx ,()'1f ,点斜式写出切线方程,再化为一般式,即得答案.【详解】()()2'2,21f x x x f x x =-+∴=-, ()'12111f ∴=⨯-=.∴函数()f x 在点()1,2处的切线方程为21y x -=-,即10x y -+=. 故选:C . 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查直线的方程,属于基础题.3.B解析:B 【分析】根据导数的定义,瞬时变化率的概念,以及导数的几何意义,逐项判定,即可求解. 【详解】对于①中,根据函数在点A 处的切线定义:在曲线的某点A 附近取点B ,并使B 沿曲线不断接近A ,这样直线AB 的极限位置就是曲线在点A 的切线. 直线0y =与曲线22(0)y px p =>有且只有一个公共点,但直线0y =不是切线.注:曲线的切线与曲线的公共点不一定只有一个,例1y =是正弦曲线sin y x =的切线,但切线1y =与曲线sin y x =有无数多个公共点,所以不正确; 对于②中,根据导数的定义: (1)导数:'()()()limx f x x f x f x x ∆→+∆-=∆,(2)左导数:'()()()lim x f x x f x f x x --∆→+∆-=∆,(3)右导数:'()()()lim x f x x f x f x x++∆→+∆-=∆,函数()f x 在点0x x =处可导当且仅当函数()f x 在点0x x =处的左导数和右导数都存在,且相等. 例如三次函数3y x =在0x =处的切线0y =,所以不正确; 对于③中,切线与导数的关系:(1)函数()f x 在0x x =处可导,则函数()f x 在0x x =处切线一定存在,切线方程为'000()()()y f x f x x x -=-(2)函数()f x 在0x x =处不可导,函数()f x 在0x x =处切线可能存在,可能不存在,所以不正确;对于④中,根据导数的几何意义,可得曲线()y f x =在点00(,())x f x 处有切线,则'0()f x 必存在,所以是正确的.故选:B. 【点睛】本题主要考查了导数的概念,瞬时变化率,导数的几何意义等概念的综合应用,着重考查了分析问题和解答问题的能力.4.B解析:B 【分析】先用换元法,求得22()1xf x x =+,再求导,进而求得曲线()y f x =在点)f 处的切线的斜率.令11xt x -=+, 则1,1tx t-=+ 所以.2221121()1111t t t f t t t t -⎛⎫- ⎪+⎝⎭==+-⎛⎫+ ⎪+⎝⎭所以22()1x f x x=+ 所以()()22221()1x f x x -'=+,∴29f '=-. 故选:B 【点睛】本题主要考查求函数解析式和导数的几何意义,还考查了运算求解的能力,属于中档题.5.B解析:B 【解析】 【分析】求得函数的导数求得()0f a '=,由切线的方程为10x y +-=,求得1a =-,把点(0,)b 代入切线方程10x y +-=,求得b 的值,即可求解. 【详解】由题意,函数()2f x x ax b =++,则()2f x x a '=+,所以()0f a '=,又由切线的方程为10x y +-=,所以1a =-,把点(0,)b 代入切线方程10x y +-=,即010b +-=,解得1b =, 故选B . 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义的应用,其中解答中熟记导数的几何意义,合理利用切线的方程和切点的坐标适合切线,列出方程是解答的关键,着重考查了推基础题理与运算能力,属于.6.C解析:C 【分析】先判定点(,1)π-是否为切点,再利用导数的几何意义求解.当x π=时,2sin cos 1y =π+π=-,即点(,1)π-在曲线2sin cos y x x =+上.2cos sin ,y x x '=-2cos sin 2,x y πππ=∴=-=-'则2sin cos y x x =+在点(,1)π-处的切线方程为(1)2()y x --=--π,即2210x y +-π+=.故选C .【点睛】本题考查利用导数工具研究曲线的切线方程,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取导数法,利用函数与方程思想解题.学生易在非切点处直接求导数而出错,首先证明已知点是否为切点,若是切点,可以直接利用导数求解;若不是切点,设出切点,再求导,然后列出切线方程.7.A解析:A 【分析】求函数的导数,令2x π=,先求出2f π⎛⎫'⎪⎝⎭的值,根据导数的概念即可得到结论. 【详解】∵()2()cos 2f x x f x π+'=⋅,∴()2sin 2f x f x π⎛⎫'='-⎪⎝⎭, 令2x π=,则2sin 222f f πππ⎛⎫⎛⎫'='-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即12f π⎛⎫'= ⎪⎝⎭, 则00()()()()2222lim lim 12x x f f x f x f f x x πππππ∆→∆→-+∆+∆-⎛⎫=-=-=- ⎪∆∆⎝⎭', 故选A. 【点睛】本题主要考查了导数的计算,根据导数公式以及求出12f π⎛⎫'= ⎪⎝⎭是解决本题的关键,属于中档题.8.A解析:A 【分析】求出函数的导数,求得切线的斜率,利用点斜式可得切线的方程,得到结果. 【详解】 由11x y x +=-可得221(1)2'(1)(1)x x y x x --+==---,所以0'|2x y ==-, 所以曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为:21y x =--,【点睛】该题考查的是有关求曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有导数的几何意义,直线的方程,属于简单题目.9.D解析:D 【解析】 【分析】点()0,0O 在()3232f x x x x =-+上,分点()0,0O 是曲线()f x 上的切点,和点()0,0O 不是曲线()f x 上的切点进行讨论,分别对两条曲线求导,利用切点处的导数即为切线的斜率,列方程,可解出答案. 【详解】解:点()0,0O 在()3232f x x x x =-+上,且()2'362f x x x =-+①点()0,0O 是曲线()f x 上的切点 则()k '02f ==,切线l 的方程为:2y x =设直线l 在2y x a =+上的切点为()200,P x x a +因为'2y x =,所以0k 22x ==,所以01x =,所以()1,1P a +, 又点P 在直线2l y x =:上,所以12a +=,即1a =②点()0,0O 不是曲线()f x 上的切点,设曲线()f x 上的切点为()320000,32Q x x x x -+(00x ≠)则()322000000032k '362x x x f x x x x -+==-+=,解得032x =,1k 4=-所以33,28Q ⎛⎫- ⎪⎝⎭,切线l 的方程为:14y x =-设直线l 在2y x a =+上的切点为()200,P x x a +因为'2y x =,所以01k 24x ==-,所以018x =-,所以11,864P a ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭, 又点P 在直线14l y x =-:上,所以1116448a ⎛⎫+=-⨯- ⎪⎝⎭,即164a =所以1a =或164故选:D. 【点睛】本题考查了导数的几何意义,求解与切线方程有关的问题一定要先确定切点,题中没给切点的要先设切点坐标,然后根据切点处的导数即为切线的斜率列式求解.10.A解析:A 【分析】利用导数的四则运算法则,结合初等基本函数的求导公式可得出其导函数,从而可得结果. 【详解】()()2221sin 1(sin )()sin x x x x f x x'''---⋅=()222sin 1cos sin x x x xx---=,故选A.【点睛】本题主要考查导数的运算法则与求导公式,考查了计算能力,解题关键在于掌握导数的四则运算法则,属于基础题.11.A解析:A 【分析】先表示出直线方程为y x b =+,求导计算切点为11(,)24,代入直线方程得到答案. 【详解】直线l 经过点(0,)A b ,且与直线y x =平行,则直线方程为:y x b =+ 直线l 与曲线2y x 相切,1'212y x x,切点为11(,)24代入直线方程 解得:14b =- 故选A 【点睛】本题考查了切线问题,也可以联立方程利用0∆=计算答案.12.D解析:D 【解析】 由题可得11'()1x f x x x-=-=,则切线的斜率为'(1)0f =,又(1)1f =-,所以切线方程为1y =-,故选D .二、填空题13.4【分析】根据导数的几何意义求出切线的方程进而求得轴上的截距即可求得结果【详解】因为故可得设切点为则过切点的切线方程为且则切线在轴上的截距分别为则与坐标轴所围成的三角形面积故答案为:4【点睛】本题考解析:4 【分析】根据导数的几何意义,求出切线的方程,进而求得,x y 轴上的截距,即可求得结果. 【详解】 因为2y x =,故可得22y x'=-,设切点为()00,x y , 则过切点的切线方程为()00202y y x x x -=--,且002x y =, 则切线在,x y 轴上的截距分别为0042,x x , 则l 与坐标轴所围成的三角形面积0014242S x x =⨯⨯=. 故答案为:4. 【点睛】本题考查利用导数的几何意义求切线的方程,属中档题.14.(或)【分析】由题意首先利用导函数求得切线的斜率然后由斜率确定倾斜角即可【详解】曲线点在曲线上因为在曲线上点的切线方程的斜率为1由直线的斜率与直线倾斜角的关系可得:直线的倾斜角(或)【点睛】本题主要解析:4πα=(或45α=︒) 【分析】由题意首先利用导函数求得切线的斜率,然后由斜率确定倾斜角即可. 【详解】曲线32y x x =+-,点()0,2-在曲线上,231y x '=+,因为0'|1x k y ===,∴在曲线上点()0,2-的切线方程的斜率为1,由直线的斜率与直线倾斜角的关系可得:tan 1k α==,∴直线l 的倾斜角4πα=(或45α=︒) . 【点睛】本题主要考查导数研究函数的切线方程,由直线的斜率确定倾斜角的方法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.15.【解析】【分析】根据导数的几何意义可知在某点处的导数为切线的斜率先求出导函数利用配方法求出导函数的最小值即为切线最小斜率再用点斜式写出化简【详解】曲线时切线最小斜率为2此时切线方程为即故答案为:【点解析:20x y -=【解析】【分析】根据导数的几何意义可知在某点处的导数为切线的斜率,先求出导函数()f x ',利用配方法求出导函数的最小值即为切线最小斜率,再用点斜式写出化简.【详解】 曲线3211333y x x x =-+-, 223y x x ∴'=-+,1x ∴=时,切线最小斜率为2, 此时,32111131233y =⨯-+⨯-=. ∴切线方程为22(1)y x -=-,即20x y -=.故答案为:20x y -=.【点睛】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及二次函数的最值等基础题知识,考查运算求解能力,属于基础题.16.【分析】由中心对称得可解得再由两切线垂直求导数得斜率令其乘积为-1即可得解【详解】由得解得所以又所以因为由得即故答案为【点睛】本题主要考查了函数的中心对称性考查了导数的几何意义即切线斜率属于中档题 解析:43-【分析】由中心对称得()()022f f +-=-,可解得a ,再由两切线垂直,求导数得斜率,令其乘积为-1,即可得解.【详解】由()()022f f +-=-,得11121242a a a +---+-=-=-,解得1a =,所以()11f x x x =++. 又()()21'11f x x =-++,所以()3'14f =. 因为()2x g x e x bx =++,()'2xg x e x b =++,()'01g b =+, 由()3114b +=-,得413b +=-,即43a b +=-. 故答案为43-【点睛】本题主要考查了函数的中心对称性,考查了导数的几何意义即切线斜率,属于中档题. 17.2【解析】【分析】设直线与曲线的的切点坐标为根据导数的几何意义求得切线的斜率为求得进而得到切点的坐标代入曲线的方程即可求解【详解】设直线与函数的的切点坐标为因为函数则所以切线的斜率为则所以代入切线的 解析:2【解析】【分析】设直线1y x =+与曲线的的切点坐标为00(,)P x y ,根据导数的几何意义,求得切线的斜率为01k a x =-,求得011x a =-,进而得到切点的坐标,代入曲线的方程,即可求解. 【详解】设直线1y x =+与函数()ln f x ax x =-的的切点坐标为00(,)P x y ,因为函数()ln f x ax x =-,则1()f x a x '=-,所以切线的斜率为001()k f x a x =-'=, 则011a x -=,所以011x a =-,代入切线的方程得01111a y a a =+=--,即1(,)11a P a a --, 把点P 代入曲线的方程可得11ln 111a a a a a =⨯+---, 整理得1ln01a =-,解得2a =. 【点睛】本题主要考查了利用导数的几何意义求解参数问题,其中解答中根据函数在某点处的导数等于该点处的切线的斜率,求得切点的坐标,代入函数的解析式求解是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,属于基础题. 18.【解析】分析:将原问题转化为函数图象之间的关系数形结合即可求得实数的取值范围详解:在区间上绘制函数和函数的图象满足题意时对数函数的图象应该恒不在一次函数图象的上方如图所示为临界条件直线过坐标原点与对 解析:1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】分析:将原问题转化为函数图象之间的关系,数形结合即可求得实数a 的取值范围. 详解:在区间()0,∞+上绘制函数ln y x =和函数y ax =的图象,满足题意时,对数函数的图象应该恒不在一次函数图象的上方,如图所示为临界条件,直线过坐标原点,与对数函数相切,由ln y x =可得1'y x =,则在切点()00,ln x x 处对数函数的切线斜率为01k x =, 切线方程为:()0001ln y x x x x -=-, 切线过坐标原点,则:()00010ln 0x x x -=-, 解得:0x e =,则切线的斜率011k x e==. 据此可得:实数a 的取值范围为1,e⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.点睛:本题主要考查切线方程的求解,数形结合解题,转化的数学思想等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.19.【分析】】根据导数的计算公式求出令可得然后把x=1代入即可【详解】由可得:∴解得:∴故答案为【点睛】本题考查函数的导数的应用属基础题解析:14【分析】】根据导数的计算公式求出()f x ',令2x =可得 ()124f '=-, 然后把x=1代入即可.【详解】由()()3'2ln f x xf x =+,可得: ()()132f x f x''=+,∴()()12322f f ''=+,解得: ()124f '=- ∴()()113214f f +'='=. 故答案为14【点睛】 本题考查函数的导数的应用,属基础题.20.或【解析】由题意可得:设曲线上点的坐标为切线的斜率为切线方程为:(*)切线过点则:解得:或将其代入(*)式整理可得切线方程为:或点睛:曲线y =f(x)在点P(x0y0)处的切线与过点P(x0y0)的解析:20x y --=或5410x y +-=【解析】由题意可得:()2'32f x x =-, 设曲线上点的坐标为()3000,2x x x -,切线的斜率为2032k x =-, 切线方程为:()()()320000232y x x x x x --=--,(*)切线过点()1,1-,则:()()()32000012321x x x x ---=--, 解得:01x =或012x =- 将其代入(*)式整理可得,切线方程为:20x y --=或5410x y +-=.点睛: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.三、解答题21.(1) 44y x =-;(2) 内无实数根;(3)241e e ⎛⎫-∞ ⎪-⎝⎭,. 【解析】试题分析:(2)把m 的值代入后,求出f (1),求出x=1时函数的导数,由点斜式写出曲线y=f (x )在点(1,f (1))处的切线方程;(Ⅱ)代入m 的值,把判断方程f (x )=g (x )在区间(1,+∞)上有无实根转化为判断函数h (x )=f (x )﹣g (x )在(1,+∞)上有无零点问题,求导后利用函数的单调性即可得到答案;(Ⅲ)把f (x )和g (x )的解析式代入不等式,整理变形后把参数m 分离出来,x ∈(1,e]时,不等式f (x )﹣g (x )<2恒成立,转化为实数m 小于一个函数在(1,e]上的最小值,然后利用导数分析函数在(1,e]上的最小值.试题(1)2m =时,()22f x x x =-,()222f x x='+,()14f '=,切点坐标为()10,, ∴切线方程为44y x =- (2)1m =时,令()()()12ln h x f x g x x x x =-=--, ()()22211210x h x x x x-=+-=≥',∴()h x 在()0+∞,上为增函数, 又()10h =,所以()()f x g x =在()1+∞,内无实数根. (3)2ln 2m mx x x--<恒成立,即()2122ln m x x x x -<+恒成立. 又210x ->,则当(]1x e ,∈时,222ln 1x x x m x +<-恒成立, 令()222ln 1x x x G x x +=-,只需m 小于()G x 的最小值. ()()()2222ln ln 21x x x G x x-++-'=,∵1x e <≤,∴ln 0x >,∴(]1x e ,∈时,()0G x '<, ∴()G x 在(]1e ,上单调递减,∴()G x 在(]1e ,的最小值为()241e G e e =-, 则m 的取值范围是241e e ⎛⎫-∞ ⎪-⎝⎭,. 点睛:导数问题经常会遇见恒成立的问题:(1)根据参变分离,转化为不含参数的函数的最值问题;(2)若()0f x >就可讨论参数不同取值下的函数的单调性和极值以及最值,最终转化为min ()0f x >,若()0f x <恒成立,转化为max ()0f x <;(3)若()()f x g x >恒成立,可转化为min max ()()f x g x >.22.(1)(2)【解析】本题考查切线方程和函数的最值问题.考查学生利用导数法解决问题的能力.如果在点可导,则曲线在点()处的切线方程为000()()()y f x f x x x -='-注意:“过点A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不相同的,后者A 必为切点,前者未必是切点.本题的第一文是在点(1,(1))f 处,故直接求解即可;通过对函数求导,分析函数的单调性,寻求函数的最值是常规的解题思路,往往和分类讨论思想结合在一起考查.如本题的第二问,通过函数单调递增的等价性判断参数m 范围.23.证明见解析.【分析】求出曲线3y x x =-在x =1处的切线的斜率k ,若112k ⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭,即可证明切线与直线112y x =-+垂直. 【详解】证明:3'2,31y x x y x =-∴=-.∴曲线3y x x =-在x =1处的切线的斜率23112k =⨯-=, 121,2⎛⎫⨯-=-∴ ⎪⎝⎭曲线3y x x =-在x =1处的切线与直线112y x =-+垂直. 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查两直线的位置关系,属于基础题.24.(1)0a ≤时,()f x 的单调减区间为(0,)+∞,无单调增区间;0a >时,()f x 的单调减区间为10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,单调增区间为1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭;(2) 1. 【分析】(1)根据题意先求出1()f x a x '=-,再根据导数与单调性的关系,分0a ≤与0a >讨论后即可求解;(2)设出切点坐标,根据导数的几何意义,切线的斜率等于导函数在切点处的导数值,也等于切点与原点连线的直线斜率,由此等量关系列方程,即可求解.【详解】解:(1)由题意()ln ()f x ax x a R =-∈,11()(0)ax f x a x x x-'∴=-=>, 当0a ≤时,在(0,)+∞上,()0f x '<恒成立,当0a >时,令()0f x '<,解得10x a <<;令()0f x '>,解得1x a >. 综上所述,可知:当0a ≤时,()f x 的单调减区间为(0,)+∞,无单调增区间;当0a >时,()f x 的单调减区间为10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,单调增区间为1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭. (2)22(0())ln ax y f x x x x x =-++>=,12x y a x -'∴=+, 设切点坐标为()00020,ln x ax x x -+, 则20000000ln 121ax x a x x x x x -=-+⇒=+,所以切点的横坐标为1.【点睛】本题考查函数的导数与单调性的应用及导数的几何意义的应用,考查理解辨析能力与运算求解能力,属于中档题.25.(1) 38ϕπ=- (2) 和-1. (3)证明见解析 【分析】(1)利用向量的数量积求得函数()f x 、()4y f x π=-的表达式,从而利用三角函数性质求得ϕ的值;(2)结合x 的取值范围求得函数最值;(3)利用导函数求得三角函数的切线斜率取值范围,然后去判断直线与()4y f x π=-图象的关系.【详解】(1)可知()sin 2sin 2cos2cos2cos(22)f x a b x x x ϕϕϕ=⋅=+=-, 所以cos 22sin(22)44f x x x ππϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--=+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 因为8x π=是函数4y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭图象的一条对称轴, 所以22()82k k Z ππϕπ⨯+=+∈,得1()28k k Z πϕπ=+∈ 因为0πϕ-<<,所以31,8k ϕπ=-=-(2)所以3sin 244y f x x ππ⎛⎫⎛⎫=-=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因为0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以332,444x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦所以函数4y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值和最小值分别为2和1-. (3)因为32cos 24y x π'⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 所以2y '≤即函数4y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭图象的切线斜率的取值范围为[2,2]-,30y -+=2>,30y -+=与函数4y f x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的图象不相切.【点睛】本题考查了数量积运算性质、三角函数的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.26.(1)23y x =-;(2)()0,1.【分析】(1)将2a =代入,求出函数解析式,可得(0)f 的值,利用导数求出(0)f '的值,可得()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(2)求出函数的导函数,结合a 的讨论,分别判断函数零点的个数,综合讨论结果,可得答案.【详解】解:(1)22,()(3)e 4,(0)3x a f x x x x f =∴=--+∴=-,()(2)e 24x f x x x '=--+,则(0)2f '=,故所求切线方程为23y x =-;(2)()()()e x f x x a a '=--, 当1a 时,()0f x '>对(1,2)x ∈恒成立 ,则()f x 在(1,2)上单调递增,从而()21(1)e 02(2)(1)e 20f a a f a a ⎧⎛⎫=--< ⎪⎪⎝⎭⎨⎪=-->⎩,则(0,1)∈a ,当12a <<时,()f x 在(1,)a 上单调递减,在(,2)a 上单调递增,121(1)e 0,()0,(2)02a f a a f a f <<⎧⎛⎫=--<∴<∴⎨ ⎪>⎝⎭⎩则a ∈∅ , 当2e a <时, ()0f x '<对(1,2)x ∈恒成立,则()f x 在(1,2)上单调递减,(1)0,()f f x <∴在(1,2)内没有零点 ,综上,a 的取值范围为(0,1).【点睛】本题主要考查了函数的零点,导函数的综合运用及分段函数的运用,难度中等.。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试题(含答案解析)(4)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试题(含答案解析)(4)

一、选择题1.已知实数a ,b ,c ,d 满足ln |2|0ab c d a-+-+=,则(a ﹣c )2+(b ﹣d )2的最小值为( ) A .4B .92C .322D .22.函数()2sin f x k x =+在()0,2处的切线l 也是函数3231y x x x =---图象的一条切线,则k =( ) A .1B .1-C .2D .2-3.已知函数()2f x x bx =-的图象在点()()1,1A f 处的切线l 与直线320x y -+=平行,若数列()1f n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和为n S ,则2019S 的值为( )A .20192020B .20182019C .20172018D .201820174.曲线()2(1)ln ,y f x x a x a R ==--∈,在点()()1,1Pf 处的切线与直线210x y ++=垂直,则a =( )A .1-B .2-C .3-D .4-5.函数22sin 22()([,0)(0,])133x x f x x x ππ=∈-+的图像大致为( )A .B .C .D .6.已知函数()2f x x =的图象在1x =处的切线与函数()e xg x a=的图象相切,则实数a =( )ABCD.7.已知函数()f x 在0x x =处可导,若()()00021x f x x f x lim x∆→+∆-=∆,则()0'f x = ( )A .2B .1C .12D .08.设函数2()sin f x x ππ=-在(0,)+∞上最小的零点为0x ,曲线()y f x =在点0(,0)x 处的切线上有一点P ,曲线23ln 2y x x =-上有一点Q ,则||PQ 的最小值为( ) ABCD9.设函数()()431f x x a x a =+-+.若()f x 为偶函数,则()f x 在1x =处的切线方程为( ) A .54y x =-B .53y x =-C .42y x =-D .43y x =-10.设曲线y =x n +1(n ∈N *)在(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,则log 2 014x 1+log 2014x 2+…+log 2 014x 2 013的值为()A .-log 2 0142 013B .-1C .(log 2 0142 013)-1D .111.已知点P 在曲线y=41xe +上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值 范围是( ) A .[0,4π) B .[,)42ππC .3(,]24ππD .3[,)4ππ 12.曲线2ln y x x=-在1x =处的切线的倾斜角为α,则cos sin αα+的值为( ) ABCD二、填空题13.在曲线()343x f x x=-的所有切线中,切线斜率的最小值为________.14.曲线y =x 2+3x 在点(-1,-2)处的切线与曲线y =ax +ln x 相切,则a =________.15.在平面直角坐标系中,曲线21x y e x =++在0x =处的切线方程是___________. 16.如图,函数y=f (x )的图象在点P 处的切线方程是y=-x+8,则f (2018)+f'(2018)=_________.17.若对()0,,x ∀∈+∞都有ln x ax ≤恒成立,则实数a 的取值范围为__________ 18.设曲线x y e =上点P 处的切线平行于直线10x y --=,则点P 的坐标是__________.19.三棱锥A BCD -中,3AB CD ==,2==AC BD ,5AD BC ==,则该几何体外接球的表面积为_______________. 20.等比数列中,,函数,则曲线在点处的切线方程为____.三、解答题21.已知曲线x 求:(1)曲线上与直线y=2x-4平行的切线方程. (2)求过点P(0,5),且与曲线相切的切线方程. 22.已知函数()ln ()f x x a x a R =-∈.(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))A f 处的切线方程; (2)讨论函数()f x 的单调区间. 23.已知函数2()2ln .f x x a x =+(1)若函数()f x 的图象在()2,(2)f 处的切线斜率为l ,求实数a 的值; (2)求函数()f x 的单调区间. 24.已知函数()x f x xe =. (1)求这个函数的导数;(2)求这个函数的图象在点1x =处的切线方程.25.已知平面向量(sin 2,cos2),(sin 2,cos2)a x x b ϕϕ==,设函数()f x a b =⋅(ϕ为常数且满足0πϕ-<<),若函数4y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭图象的一条对称轴是直线8x π=.(1)求ϕ的值; (2)求函数4y f x π⎛⎫=-⎪⎝⎭在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值和最小值: (3530x y -+=与函数4y f x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的图象不相切.26.已知函数ln +()x af x x x=+()a R ∈. (1)当0a =时,求曲线()f x 在=1x 处的切线方程;(2)若函数()f x 在区间(1,)+∞上有极值,求实数a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】引入点(,)P a b ,(,)Q c d ,利用点P 在曲线ln xy x=上,Q 在直线2y x =+上,只要求得PQ 的最小值即可得,为此可利用导数求出曲线ln xy x=上切线斜率为1的切点坐标,此点即为取最小值时的Q 点,从而计算后可得结论. 【详解】 ∵ln |2|0a b c d a -+-+=,∴ln ab a =,2dc =+,设(,)P a b ,(,)Q cd ,则点P 在曲线ln xy x=上,Q 在直线2y x =+上, 设曲线ln xy x=上切线斜率为1的切点为00(,)x y , 21ln xy x -'=, (0,)x e ∈时,0y '>,ln x y x =递增,(,)x e ∈+∞时,0y '<,ln xy x=递减,max ln 1e y e e==, 直线2y x =+在曲线ln xy x=上方, 由021ln 1x x -=,即200ln 10x x +-=,记2()ln 1f x x x =+-,显然()f x 在(0,)+∞上是增函数,而(1)0f =,∴01x =是()0f x =的唯一解.0ln101y ==,0(1,0)Q ,点0Q 到直线2y x =+的距离为2h ==,∴22()()a c b d -+-的最小值为292h =. 故选:B . 【点睛】本题考查用几何意义求最值,考查导数的几何意义,解题关键是引入点的坐标:(,)P a b ,(,)Q c d .已知条件说明两点中一点在一条直线上,一点在一函数图象上,只要求得曲线上与直线平行的切线的切点坐标,距离的最小值就易求得.2.C解析:C 【分析】利用导数的几何意义得出()f x 在()0,2的切线l 的方程,设切线l 在函数3231y x x x =---上的切点为00,x y ,结合导数的几何意义得出在点00,x y 的切线方程,并将点()0,2代入切线方程和函数3231y x x x =---,求出01x =-,00y =,再代入2y kx =+,即可得出k 的值. 【详解】∵()cos f x k x '=,∴()0f k '=,所以在()0,2的切线l 的方程为直线2y kx =+ 设切线l 在函数3231y x x x =---上的切点为00,x y 由2323y x x '=--,得出0200323x x y x x ='=-- 故切线方程为()()20000323y y x x x x -=---由()()200003200002323031y x x x y x x x ⎧-=---⎪⎨=---⎪⎩整理得3200230x x -+=,即32200022330x x x +-+=所以()()002012330x x x +-+=,所以()20031512048x x ⎛⎫⎛⎫+-+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭解得01x =-,00y = 代入2y kx =+,解得2k =. 故选:C 【点睛】本题主要考查了导数几何意义的应用,属于中档题.3.A解析:A 【分析】利用导数的几何意义,可求出直线l 的斜率,进而由l 与直线320x y -+=平行,可求出b ,从而可得到()1111f n n n =-+,进而求出2019S 即可.【详解】由题意,()2f x x b '=-,则()12f b '=-,所以直线l 的斜率为2b -, 又直线320x y -+=的斜率为3,所以23b -=,解得1b =-. 则()2f x x x =+,故()211111f n n n n n ==-++, 所以201911111111201911223342019202020202020S ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-++-=-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故选:A. 【点睛】本题考查导数的几何意义的应用,考查平行直线的性质,考查利于裂项相消求和法求数列的前n 项和,属于中档题.4.B解析:B 【分析】由导数的几何意义得出切线的斜率为k a =-,结合垂直关系,即可得出a 的值. 【详解】()2(1)af x x x'=--,则在点()()1,1P f 处的切线的斜率为k a =-由切线与直线210x y ++=垂直,可得2a -=,则2a =-故选:B 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义的应用,属于中档题.5.A解析:A 【分析】根据解析式判断函数的奇偶性,2f π⎛⎫ ⎪⎝⎭的正负,以及2f π⎛⎫⎪⎝⎭'的正负,即可进行选择. 【详解】因为()221x sinx f x x =+,()221x sinxf x x -=-+,且定义域关于原点对称,故()f x 是奇函数,排除选项C ;因为2220212f πππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭=> ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故排除选项D ;因为()()()()223222121xsinx x cosx x x sinx f x x ++-=+',故可得220212f πππ⎛⎫=> ⎪⎝⎭⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦' 故函数()f x 在点(),2f x π⎛⎫⎪⎝⎭处的切线的斜率为正数,故排除选项B ; 故选:A. 【点睛】本题考查函数图像的识别,涉及函数的奇偶性,特值的把握,利用导数研究函数某点处切线的斜率,属综合中档题.6.B解析:B 【分析】先求函数()2f x x =的图象在1x =处的切线,再根据该切线也是函数()e xg x a=图象的切线,设出切点即可求解. 【详解】由()2f x x =,得()2f x x '=,则()12f '=,又(1)1f =,所以函数()2f x x =的图象在1x =处的切线为12(1)y x -=-,即21y x =-. 设21y x =-与函数()ex g x a=的图象相切于点00(,)x y ,由e()xg x a '=,可得00000e ()2,e ()21,x x g x a g x x a ⎧==⎪⎪⎨⎪==-⎩'⎪解得32031,e 22x a ==. 故选:B. 【点睛】本题考查导数的几何意义与函数图象的切线问题.已知切点时,可以直接利用导数求解;切点未知时,一般设出切点,再利用导数和切点同时在切线和函数图象上列方程(组)求解.7.C解析:C 【分析】 根据条件得到()()0002122x f x x f x lim x∆→+∆-=∆,计算得到答案. 【详解】()()()()00000221122x x f x x f x f x x f x limlimxx ∆→∆→+∆-+∆-=∴=∆∆ 即()()()000021'22x f x x f x f x lim x∆→+∆-==∆ 故选C 【点睛】本题考查了导数的定义,意在考查学生的计算能力.8.D解析:D 【分析】由导数的几何意义可得:曲线()y f x =在点(1,0)处的切线l 的方程为2(1)y x =-, 由导数的应用可得:当Q 的坐标为3(1,)2时,点Q 到切线l 的距离为||PQ 的最小值,再利用点到直线的距离公式求解即可. 【详解】 解:令2sin 0x ππ-=,(0)x >.则x k ππ=,即x k =,(*)k N ∈,则x 的最小值为1,即0x =1,又'()2cos f x x π=-,所以'(1)2f =, 又(1)0f =,所以曲线()y f x =在点(1,0)处的切线l 的方程为2(1)y x =-, 由23ln 2y x x =-,则'13y x x =-,令132x x -=,解得1x =,此时32y =,即当Q 的坐标为3(1,)2时,点Q 到直线l 的距离为||PQ 的最小值,由点到直线的距离公式可得:min ||PQ=故选D. 【点睛】本题考查了利用导数求切线方程及点到直线的距离公式,重点考查了运算能力,属中档题.9.C解析:C 【分析】由奇偶性求得1a =,可得函数()f x 的解析式,求出()1f 的值可得切点坐标,求出()'1f 的值,可得切线斜率,利用点斜式可得曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程. 【详解】因为函数()()431f x x a x a =+-+为偶函数,所以()()f x f x -=,可得()3210a x -=,可得1a =,所以函数()41f x x =+,可得()34f x x '=,()12f =;曲线()y f x =在点()1,2处的切线的斜率为()'14f =,则曲线()y f x =在点()1,2处的切线方程为:()241y x -=-.即42y x =-. 故选C . 【点睛】本题主要考查利用导数求曲线切线方程,属于中档题.求曲线切线方程的一般步骤是:(1)求出()y f x =在0x x =处的导数,即()y f x =在点P 00(,())x f x 出的切线斜率(当曲线()y f x =在P 处的切线与y 轴平行时,在P 处导数不存在,切线方程为0x x =);(2)由点斜式求得切线方程'000()()y y f x x x -=⋅-.10.B解析:B 【解析】 【分析】由题意,求出y =x n +1(n ∈N *)在(1,1)处的切线方程,取0y =,求得n x ,再利用对数的运算性质可得答案. 【详解】由y =x n +1,可得(1)n y n x =+',即11x y n ='=+即曲线y =x n +1(n ∈N *)在(1,1)处的切线方程为1(1)(1)y n x -=+- 令0y =,得1n n x n =+ log 2 014x 1+log 2 014x 2+…+log 2 014x 2 013=20141220132014122013log ()log ()1232014x x x =⋅=- 故选B 【点睛】本题考查了曲线的切线方程和对数的运算,细心计算是解题的关键,属于中档题.11.D解析:D 【详解】 试题分析:因为,所以34παπ≤<,选A. 考点:导数的几何意义、正切函数的值域.12.A解析:A 【解析】 【分析】 求出曲线2ln y x x=-在1x =处切线斜率,从而可得进而得到cos sin αα+. 【详解】函数的定义域为()0,∞+ ,212,y x x=+' 1x =时,3,y '=,即tan 3,α= 且α为锐角,则cos ,1010αα===cos sin αα∴+== 故选A. 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查斜率与倾斜角之间的关系,考查同角三角函数基本关系式,确定tan 3,α=是解题的关键.二、填空题13.【分析】求出原函数的导函数可得导函数的最小值求出使导函数取最小值的值即可得出结果【详解】解:由题意得当且仅当时取等号故答案为:【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的斜率考查基本不等式求最值是中 解析:4【分析】求出原函数的导函数,可得导函数的最小值,求出使导函数取最小值的x 值,即可得出结果. 【详解】解:由题意得,()2244f x x x '=+≥=,当且仅当x =. 故答案为:4. 【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的斜率,考查基本不等式求最值,是中档题.14.0【解析】【分析】通过求导数得y =x2+3x 在点(-1-2)处的切线再直线与曲线相切于点求导可得解方程组即可得解【详解】由得∴当时则曲线在点处的切线方程为即设直线与曲线相切于点由得∴解之得∴答案:0解析:0 【解析】 【分析】通过求导数得y =x 2+3x 在点(-1,-2)处的切线1y x =-,再直线1y x =-与曲线ln y ax x =+相切于点()00,x y ,求导可得000000111a x y x y ax lnx⎧+=⎪⎪⎪=-⎨⎪=+⎪⎪⎩,解方程组即可得解.【详解】由23y x x =+得'23y x =+, ∴当1x =-时,'1y =,则曲线23y x x =+在点()1,2--处的切线方程为21y x +=+,即1y x =-, 设直线1y x =-与曲线ln y ax x =+相切于点()00,x y , 由ln y ax x =+得1'(0)y a x x=+>, ∴000000111a x y x y ax lnx⎧+=⎪⎪⎪=-⎨⎪=+⎪⎪⎩,解之得01x =,00y =,0a =. ∴0a =. 答案:0. 【点睛】本题考查导数几何意义的应用,解答此类问题的关键是求出切点坐标.若切点已知,则直接求导即可得切线的斜率,若切点未知,在解题时首先要设出切点,然后根据切点在曲线上及导数的几何意义得到关于切点坐标的方程,求出切点坐标后可得切线方程.15.【分析】根据导数几何意义得切线斜率再根据点斜式得结果【详解】因为所以因此在x =0处的切线斜率为因为x =0时所以切线方程是【点睛】本题考查导数几何意义考查基本求解能力属基础题 解析:32y x =+【分析】根据导数几何意义得切线斜率,再根据点斜式得结果. 【详解】因为21x y e x =++,所以2x y e '=+,因此在x =0处的切线斜率为023k e =+=, 因为x =0时2y =,所以切线方程是233 2.y x y x -=∴=+ 【点睛】本题考查导数几何意义,考查基本求解能力.属基础题.16.-2011【解析】分析:由题意函数的图象在点处的切线的斜率就是函数在该点处的导数值以内可求得再根据切点的双重性即切点既在曲线上又在切线上可求得的值即可求解答案详解:根据函数的图象可知函数的图象在点处解析:-2011 【解析】分析:由题意,函数()y f x =的图象在点P 处的切线的斜率就是函数P 在该点处的导数值,以内可求得(2018)f ',再根据切点的双重性,即切点既在曲线上又在切线上,可求得(2018)f 的值,即可求解答案.详解:根据函数的图象可知,函数()y f x =的图象在点P 处的切线切于点P , 所以(2018)201882010f =-+=-, 又由切线的方程为8y x =-+,所以(2018)f '为函数()y f x =的图象在点P 处的切线的斜率,所以(2018)1f '=-, 所以(2018)(2018)201012011f f +=--=-'.点睛:本题主要考查了利用导数研究曲线在某点出处的切线方程,以及过曲线上某点处的切线的斜率问题,其中正确理解导数的几何意义是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力.17.【解析】分析:将原问题转化为函数图象之间的关系数形结合即可求得实数的取值范围详解:在区间上绘制函数和函数的图象满足题意时对数函数的图象应该恒不在一次函数图象的上方如图所示为临界条件直线过坐标原点与对解析:1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】分析:将原问题转化为函数图象之间的关系,数形结合即可求得实数a 的取值范围. 详解:在区间()0,∞+上绘制函数ln y x =和函数y ax =的图象, 满足题意时,对数函数的图象应该恒不在一次函数图象的上方, 如图所示为临界条件,直线过坐标原点,与对数函数相切, 由ln y x =可得1'y x=,则在切点()00,ln x x 处对数函数的切线斜率为01k x =, 切线方程为:()0001ln y x x x x -=-, 切线过坐标原点,则:()00010ln 0x x x -=-, 解得:0x e =,则切线的斜率011k x e==. 据此可得:实数a 的取值范围为1,e⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.点睛:本题主要考查切线方程的求解,数形结合解题,转化的数学思想等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.18.【解析】【详解】∵切线与直线平行∴斜率为∵∴∴∴∴切点为因此本题正确答案是: 解析:(0,1)【解析】 【详解】∵切线与直线10x y -+=平行, ∴斜率为1, ∵x y e =,e x y '=, ∴0()1y x '=, ∴01x e =, ∴00x =, ∴切点为(0,1),因此,本题正确答案是:(0,1).19.【解析】三棱锥内接于长宽高为的长方体所以该几何体外接球的直径为表面积为 解析:6π【解析】三棱锥A BCD -内接于长宽高为2,3的长方体,所以该几何体外接球的直径为1236++=,表面积为246r ππ=20.【解析】在等比数列中且所以所以函数在点处切线方程为即点睛:本题主要考查了等比数列的性质求导法则利用导数研究曲线在某点处切线的方程属于中档题利用等比数列的性质及求是解答本题的关键 解析:201232y x =+【解析】在等比数列{}n a 中,212012220111006100793a a a a a a ===== ,且122012()()()()2f x x x x x x x a =---+ ,所以122012122012120122201120162017222100622012'(0)()()()()()()33333f a a a a a a a a a a a a ⨯=---===⋅== ,所以函数()y f x = 在点(0,(0))f 处切线方程为(0)'(0)(0)y f f x -=- ,即201232y x =+ 。

2024_2025学年高中数学第二章变化率与导数测评含解析北师大版选修2_2

2024_2025学年高中数学第二章变化率与导数测评含解析北师大版选修2_2

其次章测评(时间:120分钟 满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知函数y=x 2+1的图像上一点(1,2)及邻近一点(1+Δx ,2+Δy ),则Δy Δx 等于( )A.2B.2xC.2+ΔxD.2+(Δx )2=(1+Δx )2+1-(12+1)Δx =Δx+2.2.曲线y=ax 3-2x+4在点(1,3)处的切线的倾斜角为( ) B.60° C.120° D.135°点(1,3)在曲线上,∴3=a-2+4,可得a=1,则y=x 3-2x+4,y'=3x 2-2,当x=1时,y'=1.故所求切线的倾斜角为45°.3.已知函数f (x )=lnx x ,则方程f'(x )=0的解为( ) A.x=1B.x=eC.x=1eD.x=0(x )=1x ·x -lnx x 2=1-lnx x 2. ∵f'(x )=0,∴1-ln x=0,解得x=e .4.函数y=1(3x -1)2的导数是( )A.6(3x -1)3B.6(3x -1)2C.-6(3x -1)3D.-6(3x -1)2[1(3x -1)2]'=-2(3x -1)3·(3x-1)'=-6(3x -1)3,故选C .5.设曲线y=ax-ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a=( )A.0B.1C.2D.3f (x )=ax-ln(x+1),∴f'(x )=a-1x+1. ∴f (0)=0且f'(0)=a-1=2,解得a=3.6.已知函数f (x )的导函数为f'(x ),且满意f (x )=2x ·f'(1)+ln x ,则f'(1)等于( )A.-eB.-1C.1D.ef(x)=2xf'(1)+ln x,∴f'(x)=2f'(1)+1x.∴f'(1)=2f'(1)+1.∴f'(1)=-1.7.已知函数f(x)=ln x+mx(m∈R)的图像在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2,则直线l在y轴上的截距为()A.3B.-3C.1D.-1f'(x)=1x −mx2,则f'(1)=11−m1=2,得m=-1.所以f(1)=ln1+-11=-1,故切线方程为y+1=2(x-1),由y=-3.故选B.8.已知函数f(x)=a sin 3x+bx3+4(a∈R,b∈R),f'(x)为f(x)的导函数,则f(2 020)+f(-2 020)+f'(2 021)-f'(-2 021)=()B.8C.2 020D.2 021f'(x)=3a cos3x+3bx2,所以f'(x)=f'(-x),而f(x)+f(-x)=4+4=8,所以有+f(-2025)+f'(2024)-f'(-2025)=8.9.若曲线y=e-x上点P处的切线垂直于直线x-2y+1=0,则点P的坐标是()A.(-2,ln 2)B.(2,-ln 2)D.(ln 2,-2)P的坐标是(x0,y0),由题意得y'=-e-x,曲线y=e-x上点P处的切线垂直于直线x-2y+1=0,∴-e-x0=-2,解得x0=-ln2.∴y0=e-x0=2.故点P的坐标是(-ln2,2).10.已知点P在曲线y=2sin x2cos x2上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围是()A.[3π4,π) B.[-π4,3π4]C.[π4,3π4] D.[0,π4]∪[3π4,π)y=2sin x2cos x2=sin x,∴y'=cos x.设P(x0,y0),由题意知,切线的斜率存在,则曲线在点P处的切线的斜率k=tanα=cos x0, ∴-1≤tanα≤1.∵0≤α<π,∴α∈[0,π4]∪[3π4,π).故选D.11.已知曲线f(x)=sin2x+2ax(x∈R),若对随意实数m,直线l:x+y+m=0都不是曲线y=f(x)的切线,则a的取值范围是()A.(-∞,-1)∪(-1,0)B.(-∞,-1)∪(0,+∞)C.(-1,0)∪(0,+∞)D.a∈R且a≠0,a≠-1(x)=2sin x cos x+2a=sin2x+2a,直线l的斜率为-1,由题意知关于x的方程sin2x+2a=-1无解,所以|2a+1|>1,解得a<-1或a>0.故选B.12.已知曲线y1=2-1x与y2=x3-x2+2x在x=x0处切线的斜率的乘积为3,则x0的值为()A.-2B.2C.12D.1y'1=1x2,y'2=3x2-2x+2,所以两曲线在x=x0处切线的斜率分别为1x02,3x02-2x0+2,所以3x02-2x0+2x02=3.所以x0=1.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)f(x)=x3-mx+3,若f'(1)=0,则m=.f'(x)=3x2-m,∴f'(1)=3-m=0.∴m=3.14.已知函数f(x)在x=x0处可导,若limΔx→0f(x0+2Δx)-f(x0)Δx=1,则f'(x0)=.lim Δx→0f(x0+2Δx)-f(x0)Δx=1,∴limΔx→0f(x0+2Δx)-f(x0)2Δx=12,即f'(x0)=limΔx→0f(x0+2Δx)-f(x0)2Δx=12.f(x)=x(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)(x-5),则f'(0)=.f'(x)=(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)(x-5)+x[(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)(x-5)]',∴-1)×(-2)×(-3)×(-4)×(-5)=-120.12016.已知点P在曲线y=4e x+1上,α为该曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围是.f'(x)=-4e xe2x+2e x+1,∵k=-4e x+1e x +2≥-42+2=-1(当且仅当x=0时,取等号),且k<0,∴曲线y=f(x)上点P处的切线的斜率-1≤k<0.又∵k=tanα,α∈[0,π),∴α∈[3π4,π).[3π4,π)三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)某质点做直线运动,已知路程s是时间t的函数,s=3t2+2t+1. (1)求从t=2到t=2+Δt的平均速度,并求当Δt=1,Δt=0.1与Δt=0.01时的平均速度;t=2时的瞬时速度.因为Δs=3(2+Δt )2+2(2+Δt )+1-(3×22+2×2+1)=14Δt+3Δt 2,所以从t=2到t=2+Δt 的平均速度为14+3Δt.当Δt=1时,平均速度为17;当Δt=0.1时,平均速度为14.3;当Δt=0.01时,平均速度为14.03.(2)当t=2时的瞬时速度为v=lim Δt →0(14+3Δt )=14. 18.(本小题满分12分)求下列函数的导数.(1)y=lg x-sin x ; (2)y=(√x +1)(√x 1); (3)y=e x x+1; (4)y=ln(3x-1).y'=(lg x-sin x )'=(lg x )'-(sin x )'=1x ·ln10-cos x. (2)∵y=(√x +1)(√x 1)=-x 12+x -12, ∴y'=-12x -12−12x -32=-2√x ·(1+1x ). (3)y'=(e xx+1)'=e x (x+1)-e x (x+1)2=xe x (x+1)2. (4)y'=[ln(3x-1)]'=13x -1·(3x-1)'=33x -1.19.(本小题满分12分)设f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=2x 2.(1)求x<0时,f (x )的表达式.(2)令g (x )=ln x ,问是否存在x 0,使得f (x ),g (x )在x=x 0处的切线相互平行?若存在,恳求出x 0的值;若不存在,请说明理由.当x<0时,-x>0,f (x )=-f (-x )=-2(-x )2=-2x 2.(2)若f (x ),g (x )在x 0处的切线相互平行,则f'(x 0)=g'(x 0),且x 0>0,故f'(x 0)=4x 0=g'(x 0)=1x 0,解得x 0=±12.∵x 0>0,∴x 0=12. ∴存在,x 0的值为12.20.(本小题满分12分)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; l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.由y=x 3+x-2,得y'=3x 2+1,由已知令3x 2+1=4,解得x=±1.∵点P 0在第三象限,∴x=-1,y=-4.∴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=0.21.(本小题满分12分)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;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.由题意可判定点(2,-6)在曲线y=f (x )上.∵f'(x )=(x 3+x-16)'=3x 2+1,∴曲线y=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 02+1,y 0=x 03+x 0-16,∴直线l 的方程为y=(3x 02+1)(x-x 0)+x 03+x 0-16.又∵直线l 过坐标点(0,0),∴0=(3x 02+1)(-x 0)+x 03+x 0-16,整理得x 03=-8.∴x 0=-2.∴y 0=(-2)3+(-2)-16=-26,则切点坐标为(-2,-26),k=3×(-2)2+1=13.∴直线l 的方程为y=13x ,切点坐标为(-2,-26).22.(本小题满分12分)设抛物线C :y=-x 2+92x-4,过原点O 作C 的切线y=kx ,使切点P 在第一象限.(1)求k 的值;(2)过点P 作切线的垂线,求它与抛物线的另一个交点Q 的坐标. 解(1)设点P 的坐标为(x 1,y 1)(x 1>0,y 1>0),则y 1=-x 12+92x 1-4.∵y=-x 2+92x-4,∴y'=-2x+92.由题意可知k=-2x 1+92.∴切线方程为y=(-2x 1+92)(x-x 1)+(-x 12+92x 1-4).∵切线过原点O ,∴0=(-2x 1+92)(-x 1)+-x 12+92x 1-4,解得x 1=2,则y 1=1.∴k=-2×2+92=12. ∴k 的值为12.(2)过点P 作切线的垂线,其方程为y=-2x+5.①将①代入抛物线方程得x 2-132x+9=0. 设点Q 的坐标为(x 2,y 2),则x 2=92,y 2=-4. ∴点Q 的坐标为(92,-4).。

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(有答案解析)(1)

(常考题)北师大版高中数学高中数学选修2-2第二章《变化率与导数》测试卷(有答案解析)(1)

一、选择题1.函数()2221sin cos 622x xf x x =+-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .2.已知P 与Q 分别为函数260x y --=与函数21y x =+的图象上一点,则线段||PQ 的最小值为( ) A .65B 5C 65D .63.设a 为实数,函数()32(1)f x x a x ax =+-+的导函数为()f x ',且()f x '是偶函数,则曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为( ) A .20x y +=B .20x y -=C .0x y -=D .0x y +=4.已知函数()f x 在0x x =处可导,若()()00021x f x x f x lim x∆→+∆-=∆,则()0'f x = ( )A .2B .1C .12D .05.曲线21x y e -=+在点(0,2)处的切线与直线y 0=和y x =所围成图形的面积( ) A .1 B .13C .23D .126.曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为 A .21y x =-+ B .32y x =-+C .23y x =-D .2y x =-7.曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为( ) A .21y x =-- B .21y x =-C .21y x =-+D .21y x =+8.设正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( )A .30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭B .[0,π)C .3,44ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .[0,4π]∪[2π,34π]9.若直线2y kx =-与曲线13ln y x =+相切,则k =( ) A .3 B .13C .2D .1210.函数为R 上的可导函数,其导函数为()f x ',且()3sin cos 6f x f x x π⎛⎫=⋅+ ⎪⎝⎭',在ABC ∆中,()()1f A f B ='=,则ABC ∆的形状为A .等腰锐角三角形B .直角三角形C .等边三角形D .等腰钝角三角形11.函数()cos sin f x x x x =-的图象上的点()00,x y 处的切线的斜率为k ,若()0k g x =,则函数()g x 的大致图象为( )A .B .C .D .12.已知函数()f x 为R 上的可导函数,且x R ∀∈,均有()()f x f x '<,则有( ) A .2019(2019)(0)e f f -<,2019(2019)(0)f e f < B .2019(2019)(0)e f f -<,2019(2019)(0)f e f > C .2019(2019)(0)e f f ->,2019(2019)(0)f e f > D .2019(2019)(0)e f f ->,2019(2019)(0)f e f <二、填空题13.不等式()()2222ln 1b a b a m m --+--≥-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦对任意0,b a >∈R 恒成立,则实数m 的取值范围是_________.14.已知221111x xf x x--⎛⎫= ⎪++⎝⎭,则曲线()y f x =在点()()2,2f处的切线的斜率为___________. 15.曲线332y x x =-+上的任意一点P 处切线的倾斜角的取值范围是______16.函数f (x )=ax 3+x+1在x=1处的切线与直线4x ﹣y+2=0平行,则a=_____. 17.已知函数为偶函数,若曲线的一条切线的斜率为,则该切点的横坐标等于______. 18.已知曲线()32ln 3x f x x x=+在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则222sin cos 2sin cos cos ααααα-+= ____________ 19.已知直线y kx =是曲线x y e =的切线,则实数k 的值为__________.20.设函数y=-x 2+l 的切线l 与x 轴,y 轴的交点分别为A ,B ,O 为坐标原点,则△OAB 的面积的最小值为__________.三、解答题21.已知函数24(),(1)2,'(1)13f x ax ax b f f =-+==; (1)求f (x )的解析式;(2)求f (x )在(1,2)处的切线方程.22.已知()()()()()()2ln 1,,1,f x a x g x x bx F x f x g x =-=+=+- 其中,a b R ∈ .(1)若()y f x = 与()y g x = 的图像在交点(2,k )处的切线互相垂直,求,a b 的值;(2)若2x = 是函数()F x 的一个极值点,0x 和1是()F x 的两个零点,且()0,1,x n n n N ∈+∈,求n .23.已知函数.(1)若函数在处有极值,求的值; (2)若对于任意的在上单调递增,求的最小值.24.已知函数32()f x x bx cx d =+++有两个极值点121,2x x ==,且直线61y x =+与曲线()y f x =相切于P 点. (1) 求b 和c(2) 求函数()y f x =的解析式;(3) 在d 为整数时,求过P 点和()y f x =相切于一异于P 点的直线方程 25.已知函数()在2x =时有极值,其图象在点(1,(1))f 处的切线与直线30x y +=平行.(1)求m ,n 的值; (2)求函数()f x 的单调区间. 26.已和函数()32111,32f x x x x =-+∈R . (1)求函数图象经过点3,12⎛⎫⎪⎝⎭的切线的方程: (2)求函数()3211132f x x x =-+的图象与直线1y =所围成的封闭图形的面积.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】将函数()y f x =的解析式化简,求出其导数()1sin 3f x x x '=+,,然后结合导函数的符号排除错误选项即可确定导函数的图像. 【详解】 因为()222211sin cos cos 6226x x f x x x x =+-=-,()1sin 3f x x x '∴=+. 当03x <≤时,103x >,sin 0x >,则()1sin 03f x x x '=+>; 当3x >时,113x >,1sin 1x -≤≤,则()1sin 03f x x x '=+>. 所以,当0x >时,()1sin 03f x x x '=+>,排除ABD 选项, 故选:C. 【点睛】本题考查函数图象的识别,给定函数解析式,一般要结合函数的定义域、奇偶性、单调性(导数)、特殊值符号、零点等知识进行逐一排除,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.2.C解析:C 【分析】利用导数法和两直线平行性质,将线段||PQ 的最小值转化成切点到直线距离. 【详解】已知P 与Q 分别为函数260x y --=与函数21y x =+的图象上一点,可知抛物线21y x =+存在某条切线与直线260x y --=平行,则2k =,设抛物线21y x =+的切点为()200,1x x +,则由2y x '=可得022x =,01x ∴=,所以切点为(1,2),则切点(1,2)到直线260x y --=的距离为线段||PQ 的最小值,则min ||PQ == 故选:C. 【点睛】本题考查导数的几何意义的应用,以及点到直线的距离公式的应用,考查转化思想和计算能力.3.C解析:C 【分析】求导得()f x ',根据()f x '是偶函数求解a ,再根据导数的几何意义求解曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程即可.【详解】由题, ()()2321f x x a x a '=--+,因为()f x '是偶函数且为关于x 的多项式,故其奇次项()21a x --的系数()2101a a --=⇒=.故()3f x x x =+,()231f x x ='+.又()01f '=,()00f =,故曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为()010y x -=⋅-, 即0x y -=. 故选:C 【点睛】本题主要考查根据奇偶性求参数值以及利用导数的几何意义求解切线方程的方法.属于中档题.4.C解析:C 【分析】 根据条件得到()()0002122x f x x f x lim x∆→+∆-=∆,计算得到答案. 【详解】()()()()00000221122x x f x x f x f x x f x limlimxx ∆→∆→+∆-+∆-=∴=∆∆ 即()()()000021'22x f x x f x f x limx∆→+∆-==∆【点睛】本题考查了导数的定义,意在考查学生的计算能力.5.B解析:B 【分析】利用导数的几何意义,求得曲线在点(0,2)处的切线方程,再求得三线的交点坐标,利用三角形的面积公式,即可求解,得到答案. 【详解】由题意,曲线21x y e -=+,则22x y e -'=-,所以200|2|2xx x y e-=='=-=-,所以曲线21x y e -=+在点(0,2)处的切线方程为22(0)y x -=--,即220x y +-=, 令0y =,解得1x =,令y x =,解得23x y ==, 所以切线与直线y 0=和y x =所围成图形的面积为1211233⨯⨯=,故选B . 【点睛】本题主要考查了利用导数研究曲线在某点处的切线方程,以及两直线的位置关系的应用,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.6.A解析:A 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,运用点斜式方程可得切线的方程. 【详解】2xy x =-的导数为22'(2)y x =--,可得曲线22y x =-在点()1,1-处的切线斜率为1'|2x k y ===-, 所以曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为12(1)y x +=--, 即21y x =-+, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有求导公式,导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.7.A解析:A 【分析】求出函数的导数,求得切线的斜率,利用点斜式可得切线的方程,得到结果.由11x y x +=-可得221(1)2'(1)(1)x x y x x --+==---,所以0'|2x y ==-, 所以曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为:21y x =--, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关求曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有导数的几何意义,直线的方程,属于简单题目.8.A解析:A 【解析】由题得cos y x '=,设切线的倾斜角为α,则,3tan cos 1tan 1[0,][,)44k x ππαααπ==∴-≤≤∴∈⋃,故选A.9.A解析:A 【分析】设切点为00(,2)x kx -,对13ln y x =+求导,得到3y x'=,从而得到切线的斜率03k x =,结合直线方程的点斜式化简得切线方程,联立方程组,求得结果. 【详解】设切点为00(,2)x kx -,∵3y x '=,∴0003,213ln ,k x kx x ⎧=⎪⎨⎪-=+⎩①② 由①得03kx =, 代入②得013ln 1x +=, 则01x =,3k =, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关直线与曲线相切求参数的问题,涉及到的知识点有导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.10.D解析:D 【解析】求函数的导数,先求出'16f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,然后利用辅助角公式进行化简,求出A ,B 的大小即可判断三角形的形状. 【详解】函数的导数()''cos sin 6f x x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则131''cos sin ''666662262f f f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=-⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则11'262f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,则'16f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()'sin 2cos 6f x x x x π⎛⎫=-=+⎪⎝⎭, ()cos 2cos 3f x x x x π⎛⎫=+=- ⎪⎝⎭,()()'1f A f B ==,()'2cos 16f B B π⎛⎫∴=+= ⎪⎝⎭,即1cos 62B π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则63B ππ+=,得6B π=,()2cos 13f A A π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,即1cos 32A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则33A ππ-=,则23A π=, 则2366C ππππ=--=, 则B C =,即ABC 是等腰钝角三角形, 故选D . 【点睛】本题考查三角形形状的判断,根据导数的运算法则求出函数()f x 和()'f x 的解析式是解决本题的关键.11.B解析:B 【分析】求出函数的导数,得到函数的解析式,利用奇偶性及特殊函数值进行排除即可. 【详解】函数cos sin y x x x =-,可得'sin y x x =-,在点()00,x y 处的切线的斜率为k ,若()000sin k g x x x ==-,函数k 是偶函数,排除A ,D ,当06x π=时,012k π=-<,显然C 不正确,B 正确;故选B . 【点睛】本题考查函数的导数的应用,函数性质的应用,考查计算能力.12.B解析:B 【分析】 令()()xf xg x e =,x ∈R .()()()xf x f xg x e '-'=,根据x R ∀∈,均有()()f x f x '<,可得函数()g x 的单调性,进而得出结论. 【详解】 解:令()()xf xg x e =,x ∈R . ()()()xf x f xg x e '-'=, x R ∀∈,均有()()f x f x '<, ()g x ∴在R 上单调递增,(2019)(0)(2019)g g g ∴-<<,可得:2019(2019)(0)e f f -<,2019(2019)(0)f e f >. 故选B . 【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性、方程与不等式的解法、构造法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.二、填空题13.【分析】设可得又分别在曲线及直线:上计算可得在点处的切线与直线平行求出点到直线的距离即最小值为进而解不等式即可【详解】由题意设则即又分别在曲线及直线:上且令解得且所以在点处的切线与直线平行又点到直线 解析:[]1,2-【分析】设(),ln P b b ,()2,1Q a a --,可得22PQ m m ≥-,又P ,Q 分别在曲线()ln f x x=及直线l :1y x =+上,计算可得()f x 在点1,0P 处的切线与直线l 平行,求出点P 到直线l 的距离d ,即PQ 最小值为d ,进而解不等式22m m -≤即可. 【详解】由题意,设(),ln P b b ,()2,1Q a a --,则()()2222ln 1PQ b a b a =--+--⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,即22PQ m m ≥-,又P ,Q 分别在曲线()ln f x x =及直线l :1y x =+上,且()1f x x'=, 令11x=,解得1x =,且()10f =,所以()f x 在点1,0P 处的切线与直线l 平行, 又点P 到直线l的距离为d ==,所以PQ所以22m m -≤,解得12m -≤≤. 故答案为:[]1,2-. 【点睛】本题考查导数的几何意义的应用,考查学生的推理能力与计算求解能力,属于中档题.14.【分析】利用官员发先求得函数的解析式再求得导函数即可求得在点处的切线的斜率【详解】已知令则所以则∵求得导函数可得∴由导数几何意义可知在点处的切线的斜率为故答案为:【点睛】本题考查了利用换元法求函数解 解析:29-【分析】利用官员发先求得函数()f x的解析式,再求得导函数,即可求得在点)f处的切线的斜率. 【详解】已知221111x x f x x--⎛⎫= ⎪++⎝⎭, 令11xt x-=+,则11t x t -=+,所以()22211211111t t t f t t t t -⎛⎫- ⎪+⎝⎭==+-⎛⎫+ ⎪+⎝⎭, 则()221xf x x =+∵求得导函数可得()()222221x f x x -'=+,∴29f '=-.由导数几何意义可知在点)f处的切线的斜率为29-, 故答案为:29- 【点睛】本题考查了利用换元法求函数解析式,由导数几何意义求得切线斜率,属于中档题.15.【解析】【分析】求得函数的导数得到进而得出在点处切线的斜率再利用斜率与倾斜角的关系即可求解【详解】由题意函数则即曲线上的任意一点处切线的斜率设直线的倾斜角为即又因为所以即曲线上的任意一点处切线的倾斜解析:2[0,)(,)23πππ 【解析】【分析】求得函数的导数,得到23y x =≥'P 处切线的斜率k ≥再利用斜率与倾斜角的关系,即可求解. 【详解】 由题意,函数32y x =+,则23y x =≥',即曲线32y x=+上的任意一点P 处切线的斜率k ≥设直线的倾斜角为α,即tan α≥ 又因为[0,)απ∈,所以2[0,)(,)23ππαπ∈, 即曲线32y x =+上的任意一点P 处切线的倾斜角的取值范围是2[0,)(,)23πππ. 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义的应用,其中解答中熟记导数的几何意义,再利用直线的斜率与倾斜角的关系,准确计算是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.16.1【解析】【分析】由题意知f (x )在x=1处的切线的斜率为4根据导数的几何意义即可求解【详解】因为f (x )在x=1处的切线与直线4x ﹣y+2=0平行所以f (x )在x=1处的切线的斜率为4又所以解得故解析:1【解析】 【分析】由题意知,f (x )在x=1处的切线的斜率为4,根据导数的几何意义即可求解. 【详解】因为f (x )在x=1处的切线与直线4x ﹣y+2=0平行, 所以f (x )在x=1处的切线的斜率为4 又2()31f x ax '=+,所以(1)314f a ='+=,解得1a =,故填1. 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义,属于中档题.17.ln3【解析】【分析】函数f(x)=ex+ae-x 为偶函数利用f(-x)=f(x)可得:a=1f(x)=ex+e-x 利用导数的几何意义即可得出【详解】∵函数f(x)=ex+ae-x 为偶函数∴f(-x 解析:【解析】 【分析】 函数为偶函数,利用,可得:,利用导数的几何意义即可得出.【详解】 函数为偶函数,,即,可得:., ,设该切点的横坐标等于,则,令,可得,化为:,解得.,解得. 则该切点的横坐标等于. 故答案为:.【点睛】本题考查了利用导数研究切线的斜率、函数的奇偶性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.18.【解析】【分析】根据导函数的几何意义得到【详解】曲线求导得到函数在点处的切线的倾斜角为则得到故答案为:【点睛】这个题目考查了导数的几何意义三角函数化简求值本题主要考察诱导公式同角三角函数的基本关系式解析:87【解析】 【分析】根据导函数的几何意义得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+.【详解】曲线()32ln 3x f x x x =+,求导得到()221ln 2x f x x x-=+',函数在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+ 故答案为:87. 【点睛】这个题目考查了导数的几何意义,三角函数化简求值,本题主要考察诱导公式、同角三角函数的基本关系式的知识,注意切弦互化这一转化思想的应用;同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍;注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.19.【解析】若则设曲线上点的坐标为则切点处切线的斜率此时切线方程为:切线为则切线过坐标原点即:解得:则: 解析:e【解析】若x y e =,则'x y e =,设曲线x y e =上点的坐标为()00,x x e ,则切点处切线的斜率00'|xx x k y e ===, 此时切线方程为:()00x x x y ee x e -=-,切线为y kx =,则切线过坐标原点,即:()00000x x ee x -=-,解得:01x =,则:01'|x x k y e e ====.20.【解析】设切点函数y=-x2+l 的导数为即切线的斜率为所以切线方程为:令得;令得又则△OAB 的面积为定义域为解得或(舍)当时为减函数;当时为增函数;当时取到最小值故填【解析】设切点()2,1P t t -+,函数y=-x 2+l 的导数为2y x '=-,即切线的斜率为2k t =-,所以切线方程为:()212y t t x t -+=--,令0x =,得()20,1B t +;令0y =,得1,022t B t ⎛⎫+⎪⎝⎭,又01t <<,则△OAB 的面积为()()231111122224AOB t S f t t t t t t ∆⎛⎫⎛⎫==++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,定义域为0,1,()()()2242222213111321320444tt t t f t t t t t +-+-⎛⎫=+-=⎪⎭'== ⎝,解得33t =或3t 3=-(舍),当303t <<时,()()0,f t f t '<为减函数; 当313t <<时,()()0,f t f t '>为增函数;当33t =时,()f t 取到最小值,31133431323629f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故填439. 三、解答题21.(1)235()222f x x x =-+;(2)10x y -+=. 【解析】 试题分析:(1)由题意得到关于实数a,b 的方程组,求解方程组可得函数的解析式为()235222f x x x =-+ (2)利用导函数与切线方程的关系可得f (x )在(1,2)处的切线方程为x -y +1=0. 试题(1)f ′(x )=2ax -a .由已知得解得∴f (x )=x 2-2x +.(2)函数f (x )在(1,2)处的切线方程为y -2=x -1,即x -y +1=0.22.(1)1{22a b =-=- (2)n=3【解析】试题分析:(1)若()y f x = 与()y g x = 的图像在交点(2,k )处的切线互相垂直,则可知()()()()22{221f g f g ''=⋅=-,于是可以求出,a b 的值;(2)()()()1F x f x g x =+-=2ln a x x bx --,则()20F '=,又()01F =,于是可以求出,a b 的值,然后根据函数()F x 的单调性及函数零点存在性定理来确定函数()F x 零点所在的区间,从而确定n 的取值. 试题 (1),由题知,即 解得(2)=,由题知,即 解得=6,=-1∴=6-(-),=∵>0,由>0,解得0<<2;由<0,解得>2∴在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)单调递减, 故至多有两个零点,其中∈(0,2),∈(2, +∞)= 又>=0,=6(-1)>0,=6(-2)<0∴∈(3,4),故=3点睛:函数零点问题是考查频率较高的问题,尤其是零点存在性定理:如果函数()y f x =在区间(),a b 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有()()0f a f b ⋅<,那么函数()y f x =在区间(),a b 内有零点,即存在(),c a b ∈,使得()0f c =,这个c 也就是方程0f x的根.23.(1)b =-11 (2)【解析】解:(1)f′(x)=3x 2+2ax +b , 于是,根据题设有,解得或.当时,f′(x)=3x 2+8x -11,Δ=64+132>0,所以函数有极值点; 当时,f′(x)=3(x -1)2≥0,所以函数无极值点.所以b =-11.(2)由题意知f′(x)=3x 2+2ax +b≥0对任意的a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立, 所以F(a)=2xa +3x 2+b≥0对任意的a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立. 因为x≥0,所以F(a)在a ∈[-4,+∞)上为单调递增函数或为常数函数, ①当F(a)为常数函数时,F(a)=b≥0;②当F(a)为增函数时,F(a)min =F(-4)=-8x +3x 2+b≥0, 即b≥(-3x 2+8x)max 对任意x ∈[0,2]都成立, 又-3x 2+8x =-3(x -)2+≤, 所以当x =时,(-3x 2+8x)max =,所以b≥.所以b 的最小值为.24.(1)9,62b c =-=;(2)329()612f x x x x =-++;(3)15x ﹣16y+16=0 【解析】 【分析】(1)由题意可得:f '(x )=3x 2+2bx+c ,所以3x 2+2bx+c =0的两个根为x 1=1,x 2=2,进而得到a 与b 的关系式解决问题.(2)设切点为(x 0,y 0),得f '(x 0)=6,即x 0=3或者x 0=0,即可解出切点的坐标求出函数y =f (x )的解析式.(3)由题意可得:设切点的坐标为(x 1,y 1),所以111y x k -=切=321111962x x x x -+=211962x x -+…①.所以K 切=3x 12﹣9x 1+6…②,所以切点为(94,19964),所以1516k =切,所以切线方程为15x ﹣16y+16=0. 【详解】(1)由题意可得:函数f (x )=x 3+bx 2+cx+d 的导数为:f '(x )=3x 2+2bx+c ,因为函数f (x )=x 3+bx 2+cx+d 有两个极值点x 1=1,x 2=2,所以3x 2+2bx+c =0的两个根为x 1=1,x 2=2,所以2b+c+3=0,并且4b+c+12=0,解得:b =﹣92,c =6. (2)设切点为(x 0,y 0),由(1)可得:f '(x )=3x 2﹣9x+6,因为直线y =6x+1与曲线y =f (x )相切于P 点,所以f '(x 0)=6,即x 0=3或者x 0=0,当x 0=3时,y 0=19,所以函数y =f (x )的解析式为f (x )=x 392-x 2+6x+272.当x 0=0时,y 0=1,所以函数y =f (x )的解析式为f (x )=x 392-x 2+6x+1.(3)由题意可得:f (x )=x 392-x 2+6x+1,并且P (0,1),设切点的坐标为(x 1,y 1),所以111y x k -=切=321111962x x x x -+=211962x x -+…①.又因为f '(x )=3x 2﹣9x+6, 所以K 切=3x 12﹣9x 1+6…②,由①②可得:194x =或10x =(舍去), 所以切点为(94,19964),所以1516k =切,所以切线方程为15x ﹣16y+16=0. 所以过P 点和y =f (x )相切于一异于P 点的直线方程为15x ﹣16y+16=0. 【点睛】本题考查了导数的几何意义与求导公式,求切线方程时应该首先弄清切线所过的点是否为切点,再根据题意采用不同的方法进行处理,属于中档题. 25.解:(Ⅰ)()在2x =时有极值,其图象在点(1,(1))f 处的切线与直线30x y +=平行7分14分【解析】 (1)先求出函数的导数,有导数的几何意义得(2)01{,{(1)33f m f n ==∴=-'=-'(2)由(1)得2()36,f x x x -'=令2()360f x x x -'=>,得增区间; 令2()360f x x x -'=<,得减区间. 解:(Ⅰ)()在2x =时有极值,其图象在点(1,(1))f 处的切线与直线30x y +=平行7分14分26.(1)1y =或3148y x =-;(2)964【分析】(1)分点3,12⎛⎫⎪⎝⎭是切点和不是切点两种情况,求出切线方程,即可得到本题答案;(2)结合图形,利用定积分即可求出封闭图形的面积. 【详解】 (1)①若点3,12⎛⎫⎪⎝⎭是切点,由题,得2()f x x x '=-, 则切线的斜率2333224k ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,所以切线方程为33142y x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即3148y x =-; ②若点3,12⎛⎫⎪⎝⎭不是切点,设切点为()00,P x y ,则有20000132y x x x -=--,又3200011132y x x =-+, 所以32002000113232x x x x x -=--,解得00x =或032x =(舍去), 所以切线方程为1y =;综上,函数图象经过点3,12⎛⎫⎪⎝⎭的切线的方程为1y =或3148y x =-;(2)由3211()1132f x x x =-+=,解得0x =或32x =,所以函数()3211132f x x x =-+的图象与直线1y =所围成的封闭图形的面积为: 332334220311119[1()]()()22361264f x dx x x dx x x -=-=-=⎰⎰.【点睛】本题主要考查经过直线上一点和直线外一点的切线方程的求法,以及利用定积分求封闭图形的面积,涉及到数形结合思想的运用,考查学生的计算能力.。

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一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( )A .1B .3C .4D .52.已知函数()2f x x bx =-的图象在点()()1,1A f 处的切线l 与直线320x y -+=平行,若数列()1f n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和为n S ,则2019S 的值为( ) A .20192020 B .20182019 C .20172018 D .20182017 3.若函数f (x )=alnx (a ∈R )与函数g (x )x =在公共点处有共同的切线,则实数a 的值为( )A .4B .12C .2eD .e 4.函数()2221sin cos 622x x f x x =+-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .5.已知()4cos 72f x ax b x x =++-.若()20186f '=,则()2018f '-=( ) A .6-B .8-C .6D .86.函数22sin 22()([,0)(0,])133x x f x x x ππ=∈-+的图像大致为( )A .B .C .D .7.已知函数()ln ln x x f x e x e a x =-+的图象在点()()1,1T f 处的切线经过坐标原点,则a=( )A .e -B .eC .1e e ---D .1e -8.函数()(cos )x f x a x e =+,若曲线()y f x =在点,33f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭处的切线垂直于y 轴,则实数a =( ) A 31-B 13-C 31+ D .31+9.已知(,()),(,())M t f t N s g s 是函数()ln f x x =,()21g x x =+的图象上的两个动点,则当MN 达到最小时,t 的值为 ( )A .1B .2C .12D .35510.对任意的a ∈R ,曲线y =e x (x 2+ax+1-2a)在点P(0,1-2a)处的切线l 与圆C :(x-1)2+y 2=16的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .以上均有可能 11.设正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( )A .30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭ B .[0,π) C .3,44ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ D .[0,4π]∪[2π,34π] 12.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ).A .1BC .2D .二、填空题13.设l 是2y x=图象的一条切线,问l 与坐标轴所围成的三角形面积为______. 14.已知223,1()ln ,1x x x f x x x ⎧--+≤=⎨>⎩,若函数1()2y f x kx =-+有4个零点,则实数k 的取值范围是______.15.已知函数32()1(0,0)32x b f x x ax a b =-++>>,则函数'()()ln f x g x a x a =+在点(,())b g b 处切线的斜率的最小值是________.16.已知曲线()32ln 3x f x x x=+在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则222sin cos 2sin cos cos ααααα-+= ____________ 17.已知函数1()f x x x=+和点(1,0)P ,过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN ,切点分别为M ,N ,则直线MN 的斜率等于____.18.已知函数()'cos sin 4f x f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则4f π⎛⎫ ⎪⎝⎭的值为__________. 19.已知()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式()3'(2)ln f x xf x =+,则(1)f '的值为___. 20.已知点P 在曲线sin y x =上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值范围是__________.三、解答题21.已知函数22()(2)ln 2f x x x x ax =-⋅++.(1)当1a =-时,求()f x 在(1,(1))f 处的切线方程;(2)设函数()()2g x f x x =--,函数()g x 有且仅有一个零点.(i )求a 的值;(ii )若2e x e -<<时,()g x m ≤恒成立,求m 的取值范围.22.已知函数()1x f x e ax =+-(e 为自然对数的底数).(Ⅰ)当1a =时,求曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积; (Ⅱ)若2()f x x ≥在区间(0,1)上恒成立,求实数a 的取值范围.23.已知函数()()()11ln x ax a f x x x--+=-. (1)当1a =时,求曲线()y f x =在()(),e f e 处的切线方程;(2)当0x >且1x ≠,不等式()11ln 1a x x x x +-<-恒成立,求实数a 的值. 24.已知函数()()3123f x x ax a a R =-+∈. ()1当1a =时,求曲线()f x 在()()2,2f 处的切线方程;()2过点()2,0作()y f x =的切线,若所有切线的斜率之和为1,求实数a 的值.25.已知函数图象上一点,且在点处的切线与直线平行.(1)求函数的解析式; (2)求函数在区间上的最大值和最小值; (3)关于的方程在区间上恰有两个相异的实根,求实数的取值范围. 26.已知函数3()16f x x x =+-.(1)求曲线()y f x =在点(1,14)-处的切线方程;(2)直线l 为曲线()y f x =的切线且过原点,求直线l 方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.C解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=. 故选:C.【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.A解析:A【分析】利用导数的几何意义,可求出直线l 的斜率,进而由l 与直线320x y -+=平行,可求出b ,从而可得到()1111f n n n =-+,进而求出2019S 即可. 【详解】由题意,()2f x x b '=-,则()12f b '=-,所以直线l 的斜率为2b -,又直线320x y -+=的斜率为3,所以23b -=,解得1b =-.则()2f x x x =+,故()211111f n n n n n ==-++, 所以201911111111201911223342019202020202020S ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-++-=-= ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故选:A.【点睛】 本题考查导数的几何意义的应用,考查平行直线的性质,考查利于裂项相消求和法求数列的前n 项和,属于中档题. 3.C解析:C【分析】根据公共点处函数值相等、导数值相等列出方程组求出a 的值和切点坐标,问题可解.【详解】由已知得()()a f x g x x ''==,, 设切点横坐标为t ,∴alnt a t ⎧=⎪⎨=⎪⎩,解得22e t e a ==,. 故选:C.【点睛】本题考查导数的几何意义和切线方程的求法,以及利用方程思想解决问题的能力,属于中档题.4.C解析:C【分析】将函数()y f x =的解析式化简,求出其导数()1sin 3f x x x '=+,,然后结合导函数的符号排除错误选项即可确定导函数的图像.【详解】因为()222211sin cos cos 6226x x f x x x x =+-=-,()1sin 3f x x x '∴=+. 当03x <≤时,103x >,sin 0x >,则()1sin 03f x x x '=+>; 当3x >时,113x >,1sin 1x -≤≤,则()1sin 03f x x x '=+>.所以,当0x >时,()1sin 03f x x x '=+>,排除ABD 选项, 故选:C.【点睛】 本题考查函数图象的识别,给定函数解析式,一般要结合函数的定义域、奇偶性、单调性(导数)、特殊值符号、零点等知识进行逐一排除,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.5.D解析:D【分析】分析()f x 的导函数()f x ',构造关于()f x '的新函数,借助新函数奇偶性即可计算()2018f '-的值.【详解】因为()4cos 72f x ax b x x =++-,所以()34sin 7f x ax b x '=-+,所以()374sin f x ax b x '-=-,令()()374sin g x f x ax b x '=-=-,所以()()34sin g x ax x g x -=-+=-且函数()g x 定义域为R 关于原点对称, 所以()g x 是奇函数,所以()()201820180g g +-=,所以()()20187201870f f ''-+--=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,所以()20181468f '-=-=.故选:D.【点睛】本题考查函数奇偶性的应用,难度一般.一般地,形如()()()0g x f x c c =+≠的函数中,已知()f x 为奇函数,根据()f a 的值求解()f a -的值的方法:构造新函数()g x c -,根据新函数的奇偶性求解()f a -的值.6.A解析:A【分析】 根据解析式判断函数的奇偶性,2f π⎛⎫⎪⎝⎭的正负,以及2f π⎛⎫ ⎪⎝⎭'的正负,即可进行选择. 【详解】 因为()221x sinx f x x =+,()221x sinx f x x -=-+,且定义域关于原点对称, 故()f x 是奇函数,排除选项C ;因为2220212f πππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭=> ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故排除选项D ; 因为()()()()223222121xsinx x cosx x x sinx f x x ++-=+',故可得220212f πππ⎛⎫=> ⎪⎝⎭⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦' 故函数()f x 在点(),2f x π⎛⎫ ⎪⎝⎭处的切线的斜率为正数,故排除选项B ; 故选:A.【点睛】本题考查函数图像的识别,涉及函数的奇偶性,特值的把握,利用导数研究函数某点处切线的斜率,属综合中档题.7.A解析:A【分析】利用导数求出函数()y f x =在点()()1,1T f 处的切线方程,再将原点的坐标代入切线方程可求出实数a 的值.【详解】 ()ln ln x x f x e x e a x =-+,()1f e ∴=-,切点为()1,T e -,()ln x xx e a f x e x e x x '=+-+,()1f a '=, 所以,函数()y f x =的图象在点T 处的切线方程为()1y e a x +=-,由于该直线过原点,则a e -=,解得a e =-,故选A.【点睛】本题考查切线过点的问题,一般先利用导数求出切线方程,再将所过点的坐标代入切线方程求解,考查运算求解能力,属于中等题.8.A解析:A【解析】【分析】首先求得导函数的解析式,然后利用导数与函数切线的关系得到关于a 的方程,解方程即可确定a 的值.【详解】由函数的解析式可得:()(cos sin )x f x a x x e '=+-,曲线()y f x =在点,33f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭处的切线垂直于y 轴,则:310322f a e ππ'⎛⎛⎫=+-⋅= ⎪ ⎝⎭⎝⎭,解得:a =. 故选A .【点睛】本题主要考查导数的几何意义,导函数与函数切线的关系等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.9.C解析:C【分析】求得()f x 图像上切线斜率为2的切点的横坐标,即是t 的值.【详解】依题意可知,当()f x 图像上的切线和()21g x x =+平行时,MN 取得最小值,令()'12f x x ==,解得12x =,故12t =,所以选C. 【点睛】本小题考查函数导数,考查切线斜率与导数的对应关系,属于基础题.10.A解析:A【解析】【分析】求出曲线y =e x (x 2+ax +1﹣2a )在点P (0,1﹣2a )处的切线l 恒过定点(﹣2,﹣1),代入:(x ﹣1)2+y 2﹣16,可得9+1﹣16<0,即定点在圆内,即可得出结论.【详解】∵y=e x (x 2+ax+1-2a ),∴y′=e x (x 2+ax+2x+1-a ),x=0时,y′=1-a ,∴曲线y=e x (x 2+ax+1-2a )在点P (0,1-2a )处的切线y-1+2a=(1-a )x ,恒过定点(-2,-1),代入:(x-1)2+y 2=16,可得9+1-16<0,即定点在圆内, ∴切线l 与圆C :(x-1)2+y 2=16的位置关系是相交.故选:A .【点睛】本题考查导数的几何运用,考查直线与圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.11.A解析:A【解析】由题得cos y x '=,设切线的倾斜角为α,则,3tan cos 1tan 1[0,][,)44k x ππαααπ==∴-≤≤∴∈⋃,故选A. 12.C解析:C【分析】设点(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,点()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方.然后将问题转化为求曲线C 上一点到直线l 距离的最小值的平方,直接对函数ln y x =求导,令导数为零,可求出曲线C 上到直线l 距离最小的点,然后利用点到直线的距离公式可求出最小距离,从而得出答案.【详解】设(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a c b d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方. 对函数ln y x =求导得1y x '=,令1y '=,得1x =, 所以,曲线C 上一点到直线l 上距离最小的点为()10,, 该点到直线l的距离为 因此,()()22a c b d -+-的最小值为22=. 故选C . 【点睛】本题考查距离的最值问题,将问题进行转化是解本题的关键,属于中等题.二、填空题13.4【分析】根据导数的几何意义求出切线的方程进而求得轴上的截距即可求得结果【详解】因为故可得设切点为则过切点的切线方程为且则切线在轴上的截距分别为则与坐标轴所围成的三角形面积故答案为:4【点睛】本题考 解析:4【分析】根据导数的几何意义,求出切线的方程,进而求得,x y 轴上的截距,即可求得结果.【详解】 因为2y x =,故可得22y x'=-,设切点为()00,x y , 则过切点的切线方程为()00202y y x x x -=--,且002x y =, 则切线在,x y 轴上的截距分别为0042,x x ,则l 与坐标轴所围成的三角形面积0014242S x x =⨯⨯=. 故答案为:4.【点睛】 本题考查利用导数的几何意义求切线的方程,属中档题.14.【分析】转化条件得有4个零点令画出两函数的图象后可得当函数过点和时函数与的图象相切时函数与的图象恰有3个交点;当在两者范围之间时满足条件利用导数的性质求出函数与的图象相切时的值即可得解【详解】由题意解析:1(2 【分析】 转化条件得1()2f x kx =-有4个零点,令()12g x kx =-,画出两函数的图象后可得当函数()g x 过点10,2⎛⎫- ⎪⎝⎭和()1,0时、函数()g x 与()ln 1y x x =>的图象相切时,函数()g x 与()f x 的图象恰有3个交点;当k 在两者范围之间时,满足条件,利用导数的性质求出函数()g x 与()ln 1y x x =>的图象相切时k 的值即可得解.【详解】 由题意1()2y f x kx =-+有4个零点即1()2f x kx =-有4个零点, 设()12g x kx =-,则()g x 恒过点10,2⎛⎫- ⎪⎝⎭, ∴函数()g x 与()f x 的图象有4个交点,在同一直角坐标系下作出函数()g x 与()f x 的图象,如图, 由图象可知,当12k <时,函数()g x 与()f x 的图象至多有2个交点; 当函数()g x 过点10,2⎛⎫-⎪⎝⎭和()1,0时,12k =,此时函数()g x 与()f x 的图象恰有3个交点; 当函数()g x 与()ln 1y x x =>的图象相切时,设切点为(),ln a a ,1y x'=, ∴1k a =,∴1ln 12a a a +=,解得a =∴e k e=,此时函数()g x 与()f x 的图象恰有3个交点;当ek e>时,两函数图象至多有两个交点; ∴若要使函数1()2y f x kx =-+有4个零点,则1(,)2k e e∈.故答案为:1(,)2ee.【点睛】本题考查了函数的零点问题和导数的几何意义,考查了数形结合思想,属于中档题.15.2【解析】【分析】根据已知条件得到的导函数根据限制性条件和基本不等式进行解答【详解】因为所以又因为所以(b )所以斜率的最小值是2故答案是:2【点睛】本题主要考查导数的计算和基本不等式求最值根据导数的解析:2 【解析】 【分析】根据已知条件得到()()f x g x alnx a'=+的导函数,根据限制性条件0a >,0b >和基本不等式 进行解答. 【详解】 因为()()f x g x alnx a'=+, 所以2()a x b g x x a-'=+. 又因为0a >,0b >, 所以g '(b )22a b b a ab a b b-=+=+, 所以斜率的最小值是2. 故答案是:2.【点睛】本题主要考查导数的计算和基本不等式求最值,根据导数的几何意义求出切线斜率是解决本 题的关键.16.【解析】【分析】根据导函数的几何意义得到【详解】曲线求导得到函数在点处的切线的倾斜角为则得到故答案为:【点睛】这个题目考查了导数的几何意义三角函数化简求值本题主要考察诱导公式同角三角函数的基本关系式解析:87【解析】 【分析】根据导函数的几何意义得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+. 【详解】曲线()32ln 3x f x x x =+,求导得到()221ln 2x f x x x -=+',函数在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+故答案为:87. 【点睛】这个题目考查了导数的几何意义,三角函数化简求值,本题主要考察诱导公式、同角三角函数的基本关系式的知识,注意切弦互化这一转化思想的应用;同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍;注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.17.2【解析】设∵函数∴∵过点作曲线的两条切线∴∴直线的方程为直线的方程为∵∴∴即是方程的两根∴∴直线的斜率故答案为2点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率属于中档题应用导数的几何意义求切点处切线的斜率主解析:2 【解析】设11(,)M x y ,22(,)N x y . ∵函数()1f x x x=+ ∴21()1f x x =-' ∵过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN∴2111PM k x =-,2211PNk x =- ∴直线PM 的方程为11211(1)()y y x x x -=--,直线PN 的方程为22221(1)()y y x x x -=--. ∵1111y x x =+,2221y x x =+ ∴11211110()(1)(1)x x x x -+=--,22222110()(1)(1)x x x x -+=-- ∴211210x x +-=,222210x x +-=,即1x ,2x 是方程2210x x +-=的两根. ∴122x x +=-,121x x ⋅=- ∴直线MN 的斜率12121212121211112MN x x y y x x k x x x x x x +---===-=--⋅.故答案为2.点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率,属于中档题. 应用导数的几何意义求切点处切线的斜率,主要体现在以下几个方面:(1) 已知切点()()00,A x f x 求斜率k ,即求该点处的导数()0k f x '=;(2) 己知斜率k 求切点()()11,,A x f x 即解方程()1f x k '=;(3) 巳知切线过某点()()11,M x f x (不是切点) 求切点, 设出切点()()00,,A x f x 利用()()()10010f x f x k f x x x -'==-求解.18.【解析】解得故故答案为 解析:1【解析】()''sin cos 4f x f x x π⎛⎫=-⋅+ ⎪⎝⎭,''sin cos 4444ff ππππ⎛⎫⎛⎫∴=-⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得'14f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,故)'cos sin 114444f f ππππ⎛⎫⎛⎫=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故答案为1.19.【分析】】根据导数的计算公式求出令可得然后把x=1代入即可【详解】由可得:∴解得:∴故答案为【点睛】本题考查函数的导数的应用属基础题解析:14【分析】】根据导数的计算公式求出()f x ',令2x =可得 ()124f '=-, 然后把x=1代入即可. 【详解】由()()3'2ln f x xf x =+,可得: ()()132f x f x''=+, ∴()()12322f f ''=+,解得: ()124f '=- ∴()()113214f f +'='=. 故答案为 14【点睛】本题考查函数的导数的应用,属基础题.20.【解析】由题意可得:即切线的斜率取值范围为据此可知倾斜角的取值范围是解析:3044πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭,,【解析】由题意可得:[]'cos 1,1y x =∈-,即切线的斜率取值范围为[]1,1-,据此可知倾斜角a 的取值范围是3044πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭,,. 三、解答题21.(1)340x y (2)(ⅰ)a=1(ⅱ)223m e e ≥-【解析】试题分析:(1)当a=﹣1时,函数f (x )=(x 2﹣2x )lnx+ax 2+2=(x 2﹣2x )lnx ﹣x 2+2,求出f′(x ),则k=f′(1),代入直线方程的点斜式可得切线的方程. (2)①令g (x )=f (x )﹣x ﹣2=0,则(x 2﹣2x )•lnx+ax 2+2=x+2,即()12ln x xa x--⋅=,构造函数h (x )=()12ln x xx--⋅,确定h (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,可得h (x )max =h (1)=1,即可求a 的值; ②当a=1时,g (x )=(x 2﹣2x )•lnx+x 2﹣x ,若2e x e -<<,g (x )≥m ,只需g (x )min ≥m .试题(1)当1a =-时,()()222ln 2f x x x x x =--+,()0,x ∈+∞,∴()()()22ln 22f x x x x x =-+--' ()13f ∴'=-,又()11f = ∴()f x 在()()1,1f 处的切线方程340x y +-=.(2)(ⅰ)令()()20g x f x x =--=,则()222ln 22x x x ax x -++=+∴()12ln x xa x--⋅=令()()12ln x xh x x--⋅=, 则()2221122ln 12ln x x x h x x x x x ---=-+'-=. 令()12ln t x x x =--,则()221x t x x x'--=--= ()0,x ∈+∞, ()0t x '<,∴()t x 在()0,+∞上是减函数 又()()110t h '==,∴当01x <<时,()0h x '>,当1x <时,()0h x '<, ∴()h x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减,()()max 11h x h ∴==,∴当函数()g x 有且只有一个零点时,1a =.(ⅱ)当1a =,()()222ln g x x x x x x =-+-,若2e x e -<<时,()g x m ≤恒成立,只需()max ,g x m ≤ ()()()132ln g x x x '=-+.令()0g x '=得1x =或32x e -=,2e x e -<<,∴函数()g x 在322,e e --⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在32,1e -⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在()1,e 上单调递增.又∵33322122g e e e ---⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, ()223g e e e =-()333322213222222g e e e e e e e g e ----⎛⎫⎛⎫=-+<<<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()32g e g e -⎛⎫< ⎪⎝⎭.∴()()2max 23g x g e e e ==-,223m e e ∴≥-.22.(Ⅰ)12(1)e +(Ⅱ)2a e ≥-【解析】试题分析:(I )当a=1时,f (x )=e x +x-1,根据导数的几何意义可求得在点(1,f (1))处的切线的斜率,再由点斜式即可得切线方程,分别求出切线与x 轴、y 轴的交点A 、B ,利用直角三角形的面积公式即可求得;(II )将f (x )≥x 2在(0,1)上恒成立利用参变量分离法转化为21xx ea x+-≥在(0,1)上恒成立,再利用导数研究不等式右边的函数的单调性,从而求出函数的最大值,即可求出a 的取值范围. 试题(Ⅰ)∵当1a =时,()1xf x e x =+-,()1111f e e =+-=,()'1x f x e =+,()1'111f e e =+=+,∴函数()f x 在点()()1,1f 处的切线方程为()()11y e e x -=+-, 即()11y e x =+-.设切线与,x y 轴的交点分别为,A B , 令0x =得,1y =-,令0y =得,11x e =+, ∴1,01A e ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,()0,1B -,∴()11112121OAB S e e ∆=⨯⨯=++, ∴函数()f x 在点()()1,1f 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为()121e +.(Ⅱ)由()()()20,1f x x x ≥∈得,21x x ea x+-≥.令()211x xx e e h x x x x x+-==+-,则()()2211'1x e x h x x x -=-- ()()211x x x ex-+-=, 令()1xk x x e =+-,则()'1xk x e =-.∵()0,1x ∈,∴()'10xk x e =-<,()k x 在区间()0,1上为减函数,∴()()00k x k <=.又10x -<,20x >,∴()()()211'0x x x e h x x-+-=>,∴()h x 在区间()0,1上为增函数,()()12h x h e <=-, 因此只需2a e ≥-即可满足题意. 点睛:函数问题经常会遇见恒成立的问题:(1)根据参变分离,转化为不含参数的函数的最值问题;(2)若()0f x >就可讨论参数不同取值下的函数的单调性和极值以及最值,最终转化为min ()0f x > ,若()0f x <恒成立max ()0f x ⇔<;(3)若()()f x g x > 恒成立,可转化为min max ()()f x g x >(需在同一处取得最值). 23.(1)()10e x ey e -+-=(2)12a = 【解析】试题分析:(1)根据导数几何意义得切线斜率为()f e ',再根据点斜式得切线方程(2)根据分母符号转化为:1x >时()0max f x <,01x <<时()0min f x >,研究()f x ,其导函数有两个零点1x =或11x a =-,根据11a-与0,1大小分类讨论,确定函数单调性,进而确定函数最值,解对应不等式可得实数a 的值.试题(1)1a =时,()ln 1f x x x =-+,()2f e e =- ∴切点为(),2e e -()11f x x '=-,()11f e e '=- ∴切线方程为11e y x e-=+ 即曲线()y f x =在()(),e f e 处的切线方程()10e x ey e -+-= (2)∵当0x >且1x ≠时,不等式()11ln 1a x x x x+-<-恒成立 ∴x e =时()11ln 1a e e e e+-<- ∴()2101a e >>- 又()()111ln 01x ax a x x x ⎡⎤--+-<⎢⎥-⎣⎦即()101f x x <-对0x >且1x ≠恒成立 等价于1x >时()0f x <,01x <<时()0f x >恒成立 ∵()()0,11,x ∈⋃+∞()()()222111x ax a ax x af x x x --+-+-'-=-= 令()0f x '= ∵0a > ∴1x =或11x a=- ①111a ->时,即102a <<时,11,1x a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,()0f x '> ∴()f x 在11,1a ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增∴()()10f x f >=,∴102a <<不符合题意②当111a -=时,即12a =时,()0,1x ∈时()0f x '<∴()f x 在()0,1单调递减 ∴()()10f x f >=;()1,x ∈+∞时()0f x '<∴()f x 在()1,+∞单调递减∴()()10f x f <= ∴12a =符合题意 ③当1011a <-<时,即112a <<时,11,1x a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,()0f x '> ∴()f x 在11,1a ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增∴()()10f x f <=∴112a <<不符合题意④当110a-<时,即1a >时,()0,1x ∈时,()0f x '>∴()f x 在()0,1单调递增 ∴()()10f x f <= ∴1a >不符合题意 综上,12a =. 点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法,一是分离参数法, 使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条件.二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论,三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个函数图像确定条件. 24.(I)93100x y --=;(Ⅱ)4. 【解析】试题分析:(1)根据曲线的解析式求出导函数,把P 的横坐标代入导函数中即可求出切线的斜率根据点斜式可得切线的方程;(2)设出曲线过点P 切线方程的切点坐标,把切点的横坐标代入到(1)求出的导函数中即可表示出斜率,根据切点坐标和表示出的斜率,写出切线的方程,把P 的坐标代入切线方程即可得到关于切点横坐标的方程,解方程方即可得到切点横坐标的值,分别代入所设的切线方程即可的结果. 试题(Ⅰ)当a =1时,()3123f x x x =-+,∴f'(x )=x 2-1, ∴k 切=f'(2)=4-1=3. ∵()823f =, 所以切线方程为()8323y x -=-,整理得9x -3y -10=0. (Ⅱ)设曲线的切点为(x 0,y 0),则3212'3k x ax a x a ⎛⎫-+=-⎪⎝⎭切, 所以切线方程为()()202y x ax =--.又因为切点(x 0,y 0)既在曲线f (x )上,又在切线上,所以联立得()()200030002,]123y x a x y x ax a⎧=--⎪⎨=-+⎪⎩可得x 0=0或x 0=3,所以两切线的斜率之和为-a +(9-a )=9-2a =1,∴a =4.【方法点晴】本题主要考查导数的几何意义、利用导数求曲线切线,属于中档题.求曲线切线方程的一般步骤是:(1)求出()y f x =在0x x =处的导数,即()y f x =在点P 00(,())x f x 出的切线斜率(当曲线()y f x =在P 处的切线与y 轴平行时,在 处导数不存在,切线方程为0x x =);(2)由点斜式求得切线方程'00()()y y f x x x -=•-. 25.(1)(2)答案见解析 (3)【解析】 试题分析:(1)由及曲线在处的切线斜率为,即可求得,又函数过点,即可求的. (2)由(1)易知,令可得或,然后对进行分类讨论,确定函数在的单调性,即可求出函数在上的最大值和最小值; (3)构造函数,研究函数的单调性,列出该方程有两个相异的实根的不等式组,求出实数的取值范围.试题 (1)因为,曲线在处的切线斜率为,即,所以.又函数过点,即,所以.所以. (2)由,.由,得或. ①当时,在区间上,在上是减函数,所以,.②当时,当变化时,、的变化情况见下表:2-++2-2,为与中较大的一个.. 所以.(3)令,. 在上,;在上,.要使在上恰有两个相异的实根,则解得.考点:利用导数求函数的最值;利用导数求参数的范围. 26.(1)4180x y --=;(2)130x y -=. 【分析】(1)求出原函数的导函数,得到函数在x =1时的导数,即切线的斜率,然后由直线方程的点斜式得答案;(2)设出切点坐标,求出函数过切点的切线方程,由切线过原点求得切点横坐标,即可求得直线方程. 【详解】(1)(1)14f =-,2()31f x x '=+(1)4f '=,144(1)y x +=-所以曲线()y f x =在点(1,14)-处的切线方程为:4180x y --=(2)设直线l 与曲线()y f x =相切的切点坐标为()00,x y 即:()3000,16x x x +-则切线方程为()()()3200001631y x x x x x -+-=+-把(0,0)代入得308x =-,所以02x =-此时026y =-,切点(2,26)-- 所以直线l 方程为:130x y -= 【点睛】本题考查了利用导数研究在曲线上某点处的切线方程及过曲线上某点处的切线方程的求解方法,关键是区分切线所经过的点是否为切点,属于中档题.。

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