高二数学导数的运算专题复习
人教版高二数学《导数的四则运算法则含答案解析》练习

5.2.2导数的四则运算法则[A级 基础巩固]1.若函数f(x)=ax4+bx2+c满足f′(1)=2,则f′(-1)等于( ) A.-1 B.-2C.2 D.0解析:选B ∵f′(x)=4ax3+2bx为奇函数,∴f′(-1)=-f′(1)=-2.2.函数y=x2x+3的导数是( )A.x2+6x(x+3)2B.x2+6xx+3C.-2x(x+3)2D.3x2+6x(x+3)2解析:选A y′=(x2x+3)′=(x2)′(x+3)-x2(x+3)′(x+3)2=2x(x+3)-x2(x+3)2=x2+6x(x+3)2.3.曲线f(x)=x ln x在点x=1处的切线方程为( )A.y=2x+2 B.y=2x-2C.y=x-1 D.y=x+1解析:选C ∵f′(x)=ln x+1,∴f′(1)=1,又∵f(1)=0,∴在点x=1处曲线f(x)的切线方程为y=x-1.4.设曲线y=ax-ln (x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x,则a=( )A.0 B.1C.2 D.3解析:选D y′=a-1x+1,由题意得y′|x=0=2,即a-1=2,所以a=3.5.已知直线y=3x+1与曲线y=ax3+3相切,则a的值为( )A.1 B.±1C.-1 D.-2解析:选A 设切点为(x0,y0),则y0=3x0+1,且y0=ax30+3,所以3x0+1=ax30+3①.对y=ax3+3求导得y′=3ax2,则3ax20=3,ax20=1②,由①②可得x0=1,所以a=1.6.曲线y=x3-x+3在点(1,3)处的切线方程为________.解析:∵y′=3x2-1,∴y′|x=1=3×12-1=2.∴切线方程为y-3=2(x-1),即2x-y+1=0.答案:2x-y+1=07.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=________.解析:由题知y′1=1x2,y′2=3x2-2x+2,所以两曲线在x=x0处切线的斜率分别为1x20,3x20-2x0+2,所以3x20-2x0+2x20=3,所以x0=1.答案:18.已知函数f(x)=f′(π4)cos x+sin x,则f(π4)的值为________.解析:∵f′(x)=-f′(π4)sin x+cos x,∴f′(π4)=-f′(π4)×22+22,得f′(π4)=2-1.∴f(x)=(2-1)cos x+sin x.∴f(π4)=1.答案:19.求下列函数的导数:(1)y=x-ln x;(2)y=(x2+1)(x-1);(3)y=x2sin x;(4)y=x+3x2+3.解:(1)y′=(x-ln x)′=(x)′-(ln x)′=12x-1x.(2)y′=[(x2+1)(x-1)]′=(x3-x2+x-1)′=(x3)′-(x2)′+(x)′-(1)′=3x2-2x+1.(3)y′=(x2)′·sin x-x2·(sin x)′sin2x=2x sin x-x2cos xsin2x.(4)y′=1·(x2+3)-(x+3)·2x(x2+3)2=-x2-6x+3 (x2+3)2.10.偶函数f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e的图象过点P(0,1),且在x=1处的切线方程为y=x-2,求f(x)的解析式.解:∵f(x)的图象过点P(0,1),∴e=1.又∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x).故ax4+bx3+cx2+dx+e=ax4-bx3+cx2-dx+e.∴b=0,d=0.∴f(x)=ax4+cx2+1.∵函数f(x)在x=1处的切线方程为y=x-2,∴切点为(1,-1).c,13.曲线y=x2x-1在点(1,1)处的切线为l,则l上的点到圆x2+y2+4x+3=0上的点的最近距离是________.解析:y′=-1(2x-1)2,则y′Error!=-1,∴切线方程为y-1=-(x-1),即x+y-2=0,圆心(-2,0)到直线的距离d=22,圆的半径r=1,∴所求最近距离为22-1.答案:22-114.已知曲线f(x)=x3+ax+b在点P(2,-6)处的切线方程是13x-y-32=0.(1)求a,b的值;(2)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线l:y=-14x+3垂直,求切点坐标与切线的方程.解:(1)∵f(x)=x3+ax+b的导数f′(x)=3x2+a,由题意可得f′(2)=12+a=13,f(2)=8+2a+b=-6,解得a=1,b=-16.(2)∵切线与直线y=-14x+3垂直,∴切线的斜率k=4.设切点的坐标为(x0,y0),则f′(x0)=3x20+1=4,∴x0=±1.由f(x)=x3+x-16,可得y0=1+1-16=-14,或y0=-1-1-16=-18.则切线方程为y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18.即4x-y-18=0或4x-y-14=0.[C级 拓展探究]15.设f n(x)=x+x2+…+x n-1,x≥0,n∈N,n≥2.(1)求f n′(2);(2)证明:f n(x)在(0,23)内有且仅有一个零点(记为a n),且0<a n-12<2n3n+1.解:(1)由题设f n′(x)=1+2x+…+nx n-1.所以f n′(2)=1+2×2+…+(n-1)2n-2+n·2n-1,①则2f n′(2)=2+2×22+…+(n-1)2n-1+n·2n,②①-②得,-f n′(2)=1+2+22+…+2n-1-n·2n=1-2n1-2-n·2n=(1-n)·2n-1,所以f n′(2)=(n-1)·2n+1.(2)证明:因为f(0)=-1<0,x≥0,n≥2.f n(23)=23[1-(23)n]1-23-1=1-2×(23)n≥1-2×(23)2>0,所以f n(x)=x+x2+…+x n-1为增函数,所以f n(x)在(0,23)内单调递增,因此f n(x)在(0,23)内有且仅有一个零点a n.由于f n(x)=x-x n+11-x-1,所以0=f n(a n)=a n-a n+1n1-a n-1,由此可得a n=12+12a n+1n>12,故12<a n<23.1 2=12a n+1n<12×(23)n+1=2n3n+1.所以0<a n-。
高二数学导数计算试题答案及解析

高二数学导数计算试题答案及解析1.已知函数,则它的导函数是()A.B.C.D.【答案】B【解析】,【考点】复合函数的导数.2.设函数,(、、是两两不等的常数),则.【答案】【解析】因为,所以,同理,所以.【考点】导数的计算.3.求下列函数的导数:(1);(2).【答案】(1);(2).【解析】(1)由和的导数可知:;(2)由积商的导数,可知.(1) 4分;(2)8分.【考点】和差积商的导数.4.函数=的导函数是()A.y′=3B.y′=2C.y′=3+D.y′=3+【答案】D【解析】===,故选D.【考点】导数的计算.5.设,若,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由函数积的求导法则得,故由得,则,故有,故选B.【考点】导数的运算.6.设f(x),g(x)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)> 0,且g(-3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集是( )A.(-3,0)∪(3,+∞)B.(-3,0)∪(0,3)C.(-∞,-3)∪(3,+∞)D.(-∞,-3)∪(0,3)【答案】D【解析】因为,则由已知可得时,,令,则函数在上单调递增。
因为分别是在上的奇函数和偶函数,所以在上是奇函数。
则图像关于原点对称,且在上也单调递增。
因为,且为偶函数则,即。
综上可得的解集为。
故D正确。
【考点】1函数的奇偶性;2用导数研究函数的单调性;3数形结合思想。
7.与是定义在上的两个可导函数,若,满足,则与满足()A.B.为常数函数C.D.为常数函数【答案】B【解析】因为与都是定义在上的两个可导函数,且满足时,,所以时,恒有即,所以函数为常数函数,选B.【考点】导数的运算.8.函数y=(5x-4)3的导数是 ( ).A.3(5x-4)2B.9(5x-4)2C.15(5x-4)2D.12(5x-4)2【答案】C【解析】已知函数由y=u3和u=5x-4复合而成.9.已知函数的导函数为,且满足关系式,则的值等于()A.B.C.D.【答案】D【解析】∵,∴,令,则,即,∴,故选D.【考点】导数的计算.10.已知函数,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由导数的计算公式,可知,故选B.【考点】导数的计算.11.已知函数,则.【答案】.【解析】两函数的差求导数.分别求导再相减.故填.正弦函数的导数是余弦函数.【考点】1.函数的差的求导方法.2.正弦函数的导数.12.若,则等于 .【答案】【解析】因为,则,.【考点】本题考查的重点是导数的运算.13.已知,,,则函数在处的导数值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意,对于函数,那么根据已知可知,,,故可知在处的导数值,故选A.【考点】导数的运算点评:主要是考查了导数的除法运算,属于基础题。
高二数学复习典型题型与知识点专题讲解14---导数的概念及其意义+导数的运算(解析版)

高二数学复习典型题型与知识点专题讲解14 导数的概念及其意义+导数的运算一、典例精析拓思维(名师点拨) 知识点1 变化率与导数 知识点2 导数几何意义 知识点3 导数的四则运算 知识点4 复合函数求导 二、题型归类练专练一、典例精析拓思维(名师点拨)知识点1 变化率与导数例1.(2021·江苏·高二专题练习)函数()221y f x x ==-在区间[]1,1x +∆上的平均变化率yx∆∆等于( ).A .4B .42x +∆C .()242x +∆D .4x 【答案】B 【详解】因函数()221y f x x ==-,则()f x 在区间[]1,1x +∆上的函数增量y ∆有:()()()()()22112112142y f x f x x x ∆=+∆-+∆---=∆+∆=,于是有42yx x∆=+∆∆, 所以所求平均变化率yx∆∆等于42x +∆.故选:B练习1-1.(2021·江苏·高二专题练习)已知函数()224f x x =-的图象上一点()1,2-及邻近一点()1,2x y +∆-+∆,则yx∆=∆( ) A .4B .4x ∆C .42x +∆D .()242x +∆ 【答案】C 【详解】解:∵()()()()()22112142424y f x f x x x ∆=+∆-=+∆---=∆+∆,∴24yx x∆=∆+∆, 故选:C .名师点评:平均变化率函数()y f x =从1x 到2x 的平均变化率是2121()()f x f x y x x x -∆=∆-. 例2.(2021·全国·高二课时练习)已知函数()f x 在0x 处的导数为0()f x ',则()()000lim x f x m x f x x∆→-∆-∆等于( )A .0()mf x 'B .0()mf x '-C .0(1)f m x -'D .01()f x m' 【答案】B 【详解】因为函数()f x 在0x 处的导数为0()f x ', 所以()()0000im)l (x f x m x f f x x x m ∆→-∆-'=-∆,所以()()()()0000000liml ()imx x f x m x f x f x m x f x m xxf m x m ∆→∆→-∆--∆-=-=-∆-'∆,故选:B.练习2-1.(2021·山西·晋城市第一中学校高二阶段练习)设()f x 为可导函数,且当0x ∆→时,()()1112f f x x--∆→-∆,则曲线()y f x =在点()() 1,1f 处的切线斜率为( )A .2B .1-C .1D .2- 【答案】D 【详解】解:由导数的几何意义,点()() 1,1f 处的切线斜率为(1)f ', 因为0x ∆→时,()()1112f f x x--∆→-∆,所以()()()()11(1)liml 11222imx x f f x f f x xxf ∆→∆→--∆--∆='=-∆∆=,所以在点()() 1,1f 处的切线斜率为2-, 故选:D.名师点评:瞬时变化率函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率0000()()lim lim x x f x x f x yx x ∆→∆→+∆-∆=∆∆. 在实际解题时要注意00()()f x x f x +∆-中两()中的量做差得到的结果才是分母中的x ∆.如在例2()()0000lim()x f x m x f x f x x∆→-∆-'≠∆,在该式中,分子两()中的量作差后得到的()()00x m x x m x -∆-=-∆,所以()()0000lim ()x f xm x f x f x m x∆→-∆-'=-∆,所以在题目中的分母要凑配常数,即:()()()()()000000lim()lim()x x m m f x m x f x f x m x f x f x xxm ∆→∆→---∆--∆-'=∆-=∆.知识点2 导数几何意义例1.(2021·全国·高二单元测试)如图,函数()y f x =的图象在点(2,)P y 处的切线是l ,则(2)(2)f f '+=( )A .-3B .-2C .2D .1 【答案】D 【详解】解:由题图可得函数()y f x =的图象在点P 处的切线与x 轴交于点(4,0),与y 轴交于点(0,4),则切线:4l x y +=,(2)2f ∴=,(2)1f '=-,(2)(2)211f f '+=-=,故选:D.练习1-1.(2021·全国·高二单元测试)已知()y f x =的图象如图所示,则()A f x '与()B f x '的大小关系是( ) A .()()A B f x f x ''> B .()()A B f x f x ''= C .()()A B f x f x ''<D .()A f x '与()B f x '大小不能确定 【答案】A 【详解】根据题意,由图象可得f (x )在x =x A 处切线的斜率大于在x =x B 处切线的斜率, 则有()()A B f x f x ''>; 故选:A名师点评:函数()y f x =在0x x =处的导数0()f x '的几何意义是在曲线()y f x =上点00(,)P x y 处的切线的斜率(0()k f x '=).例2.(2021·陕西汉中·一模(理))已知函数3C :()ln f x x x =+,则曲线在点(1,(1))f 处的切线方程为___________. 【答案】430x y --= 【详解】解:因为21()3f x x x'=+, 所以(1)4k f '==, 又(1)1,f =故切线方程为14(1)y x -=-, 整理为430x y --=, 故答案为:430x y --=练习2-1.(2021·四川成都·一模(文))曲线()3f x x x =-在点(2,6)处的切线方程为_______.【答案】11160x y --= 【详解】因为()3f x x x =-,所以()231f x x '=-,()211f '=所以切线方程为()6112y x -=-,即11160x y --= 故答案为:11160x y --=名师点评:曲线求切线问题可分为两类:①在点00(,)P x y 处的切线,此时00(,)P x y 为切点;②过点00(,)P x y 处的切线方程,此时需另设切点求解.如本例2,求函数3C :()ln f x x x =+,在点(1,(1))f 处的切线方程,此时切点为(1,(1))f ,只需求出斜率(1)k f '=.例3.(2021·河南·南阳中学高三阶段练习(文))曲线()ln 3f x x =+的过点()1,1-的切线方程为________.【答案】20x y -+= 【详解】设切点坐标为()00,ln 3x x +,()1f x x'=,()001f x x '∴=,∴切线方程为()0001ln 3y x x x x --=-, 切线过点()1,1-,()00011ln 31x x x ∴--=--, 化简得:0011ln x x +=,解得:01x =, ∴切线方程为2y x =+,即20x y -+=.故答案为:20x y -+=.练习3-1.(2021·全国·高二课时练习)已知函数()32698f x x x x =-+-+,则过点()0,0可作曲线()y f x =的切线的条数为___________.【答案】2 【详解】∵点()0,0不在函数()y f x =的图象上,∴点()0,0不是切点,设切点为()320000,698P x x x x -+-+(00x ≠),由()32698f x x x x =-+-+,可得()23129'=-+-f x x x ,则切线的斜率()20003129k f x x x '==-+-,∴3220000006983129x x x x x x -+-+-+-=,解得01x =-或02x =,故切线有2条. 故答案为:2名师点评:曲线求切线问题可分为两类:①在点00(,)P x y 处的切线,此时00(,)P x y 为切点;②过点00(,)P x y 处的切线方程,此时无论00(,)P x y 是否在曲线上,都需另设切点求解.如本例3,求曲线()ln 3f x x =+的过点()1,1-的切线方程,此时应设切点00(,)P x y ,在利用导数0()k f x '=,求出切线方程,再利用()1,1-在切线上,求出切点00(,)P x y ,从而求出切线方程.注意和例题2做对比.知识点3 导数的四则运算例1.(2021·江苏·高二专题练习)求下列函数的导数;(1)32235y x x =-+(2)22log xy x =+(3)31sin x y x-=(4)sin sin cos x y x x =+【答案】(1)266y x x '=- (2)12ln 2ln 2x y x '=+(3)()2323sin cos 1sin x x x x y x--'=(4)11sin 2y x'=+(1)解:因为32235y x x =-+,所以266y x x '=-; (2)解:因为22log xy x =+,所以12ln 2ln 2x y x '=+; (3)解:因为31sin x y x -=,所以()()()()()3323221sin sin 13sin cos 1sin sin x x x x x x x x y x x ''-----'== (4) 解:因为sin sin cos xy x x=+,所以()()()()()()()22sin sin cos sin cos sin cos sin cos cos sin sin 11sin 2sin cos sin cos x x x x x x x x x x x x y x x x x x ''+-++--'===+++练习1-1.(2021·全国·高二课时练习)已知函数()f x 的导数为()f x ',而且()()232ln f x x xf x '=++,求()2f '. 【答案】94-【详解】()()1232f x x f x ''=++,()()124322f f ''∴=++,解得:()924f '=-.名师点评: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)2()()()()()[](()0)()()f x f xg x f x g x g x g x g x ''⋅-⋅'=≠ 知识点4 复合函数求导例1.(2021·全国·高二课时练习)求下列函数的导数.(1)()sin 23y x =+;(2)21e x y -+=;(3)()22log 21y x =-.【答案】(1)()2cos 23x +(2)212e x -+-(3)()2421ln 2xx -⋅(1)函数()sin 23y x =+可以看作函数sin y u =和23u x =+的复合函数,由复合函数的求导法则可得()()()sin 23cos 22cos 2cos 23x u x y y u u x u u x ''⋅'''=⋅=+=⋅==+. (2)函数21e x y -+=可以看作函数u y e =和21u x =-+的复合函数, 由复合函数的求导法则可得()()()21e 21e 22eu u x x u x y y u x -+''''=⋅=⋅-+=⋅-=-'. (3)函数()22log 21y x =-可以看作函数2log y u =和221u x =-的复合函数,由复合函数的求导法则可得()2144ln 221ln 2x u x xy y u x u x '''=⋅=⋅=-⋅.练习1-1.(2021·全国·高二课时练习)求下列函数的导数: (1)7(35)y x =+;(2)57e x y -=;(3)ln(4)y x =-+;(4)213x y -=;(5)sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭;(6)34(35)y x =-.【答案】(1)621(35)y x '=+(2)57e 5x y -'=(3)14y x '=- (4)212ln 33x y -'=⨯(5)2cos 26y x π⎛⎫'=- ⎪⎝⎭(6)149(35)4x y --'= (1)667(35)(35)21(35)y x x x ''=+⨯+=+;(2)5757e e (57)5x x x y --'⨯'=-=;(3) 11(4)44y x x x ''=⨯-+=-+- (4)1212ln 3(21)2ln 333x x x y --'⨯-=⨯'=;(5)cos 2(2)2cos 2666y x x x πππ⎛⎫⎛⎫''=-⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(6)314149(33(35)45)(35)4x y x x --'=---'=⨯.名师点评:复合函数(())y f g x =的导数和函数()y f μ=,()g x μ=的导数间的关系为x x y y μμ'''=⋅,即y 对x 的导数等于y 对μ的导数与μ对x 的导数的乘积.二、题型归类练专练一、单选题1.(2021·全国·高二课时练习)函数()2f x x =在1x =附近(即从1到1x +∆之间)的平均变化率是( )A .2x +∆B .2x -∆C .2D .22()x +∆ 【答案】C 【详解】Δy =f (1+Δx )-f (1)=2(1+Δx )-2=2Δx . 所以2 2.y x x x∆∆==∆∆ 故选:C2.(2021·全国·高一课时练习)函数2()1f x x =+,当自变量x 由1变到1.1时,函数()f x 的平均变化率为( ) A .2.1B .1.1C .2D .1 【答案】A 【详解】由题意,函数的平均变化率为:()()221.11 1.112.11.110.1f f --==-. 故选:A.3.(2021·江苏·高二专题练习)函数()12f x x=在2x =处的导数为( ) A .2B .12C .14D .18- 【答案】D 【详解】()()()()000011222222111lim lim lim lim 2428x x x x f x f x f x x x x x ∆→∆→∆→∆→-∆+∆-+∆⨯⎛⎫===-⋅=- ⎪∆∆∆+∆⎝⎭,所以函数()f x 在2x =处的导数为18-.故选:D.4.(2021·江苏·高二专题练习)设函数()f x 在0x x =附近有定义,且有()()()002f x f x x b x x a +-=+∆∆∆,其中a ,b 为常数,则( ) A .()f x a '=B .()f x b '=C .()0f x a '=D .()0f x b '=【答案】C【详解】因为()()()002f x f x x b x x a +-=+∆∆∆,所以()()00f x x f x a b x x+∆-=+∆∆,则()()()0000lim lim x x f x x f x a b x a x∆→∆→+∆-=+∆=∆,即()0f x a '=. 故选:C.5.(2021·全国·高二课时练习)已知曲线y =13x 3上一点P 82,3⎛⎫ ⎪⎝⎭,则该曲线在P 点处切线的斜率为( )A .4B .2C .-4D .8【答案】A【详解】3322200011()133lim lim lim 33()3x x x x x x y y x x x x x x x ∆→∆→∆→+∆-∆'⎡⎤===+⋅∆+∆=⎣⎦∆∆ 故y ′=x 2,y ′|x =2=22=4,结合导数的几何意义知,曲线在P 点处切线的斜率为4.故选:A6.(2021·河南·温县第一高级中学高三阶段练习(文))已知函数2()ln 2f x x m x x =-+的图象在点11,22f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线与直线20x y +=垂直,则m =( ) A .54B .54-C .12D .12- 【答案】C【详解】函数2()ln 2f x x m x x =-+的导数为()22m f x x x'=-+, 可得在点11,22f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线的斜率为1322f m ⎛⎫=⎪⎭'- ⎝, 又切线与直线20x y +=垂直,所以()13212m -⋅-=-,解得12m =. 故选:C .7.(2021·四川·树德中学高三期中(文))设函数()()ln f x g x x x =++,曲线()y g x =在点1,1g 处的切线方程为21y x =+,则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为( )A .4y x =B .48=-y xC .22y x =+D .21y x =+【答案】A【详解】因为曲线()y g x =在点(1,(1))g 处的切线方程为21y x =+,所以(1)3(1)2g g =⎧⎨='⎩, 因为()()ln =++f x g x x x ,则1()()1f x g x x''=++,所以1(1)(1)141f g ''=++=, 且(1)(1)1ln14f g =++=,因此曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为()441y x -=-,即4y x =,故选:A.8.(2021·江苏·扬州中学高二阶段练习)已知()()220x f x e xf '=-,则()1f '=( )A .243e -B .2423e -C .ln 2e +D .221e - 【答案】B【详解】()()2e 20x f x xf '=-,则()()22e 20x f x f ''=-,()()0220f f ''=-,()203f '=.()242e 3x f x '=-,()2412e 3f '=-.故选:B二、填空题9.(2021·河南·高二期末(文))已知函数()2e sin x f x x m x =⋅-的图象在0x =处的切线与直线310x y ++=垂直,则实数m =___________.【答案】-1【详解】()2sin x f x x e m x =⋅-的定义域为R ,则()22cos x x f x e x e m x '=+⋅-,则函数在0x =处的切线斜率为1(0)2k f m '==-,又直线310x y ++=的斜率213k =-, 由切线和直线垂直,则121k k ,即1(2)()13m -⨯-=-, 解得1m =-.故答案为:1-10.(2021·山东·高三阶段练习)曲线2()ln(2)f x x x =+在点(1,(1))f 处的切线方程为________.【答案】3ln 22y x =+-【详解】()11()2222f x x x x x x ''=⋅+=+, (1)3k f '∴==,又(1)1ln 2f =+,∴切线方程为(1ln 2)3(1)y x -+=-,即3ln 22y x =+-故答案为:3ln 22y x =+-11.(2021·陕西蒲城·高三期中(理))已知函数()sin cos f x x x x =+,则()f π'-=_____.【答案】π【详解】由()sin cos f x x x x =+求导得:()sin cos sin cos f x x x x x x x '=+-=,于是得()cos()f ππππ'-=--=,所以()f ππ'-=.故答案为:π12.(2021·云南师大附中高三阶段练习(理))已知函数cos2()1x f x x =+,则曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为____________.【答案】+10x y -=【详解】解:由题,得()()()22sin 21cos 21x x x f x x -⋅+-=+',则(0)1f '=-,而(0)1f =,所以曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为1y x -=-,即10x y +-=.故答案为:+10x y -=.三、解答题13.(2021·山西·芮城中学高二阶段练习)已知曲线3S 2y x x =-:(1)求曲线S 在点(2,4)A 处的切线方程;(2)求过点(1,1)B -并与曲线S 相切的直线方程.【答案】(1)10160x y --=(2)20x y --=或5410x y +-=(1)∵32y x x =-,则232y x '=-,∴当2x =时,10y '=,∴点A 处的切线方程为:()4102y x -=-,即10160x y --=.(2)设()3000,2P x x x -为切点,则切线的斜率为()20032f x x '=-,故切线方程为:()()()320000232y x x x x x --=--, 又知切线过点()1,1-,代入上述方程()()()32000012321x x x x ---=--,解得01x =或012x =-, 故所求的切线方程为20x y --=或5410x y +-=.14.(2021·北京市第十五中学南口学校高三期中)已知函数321()33f x x x x =--,求曲线()y f x =在1x =处的切线的方程. 【答案】143y x =-+ 因为321()33f x x x x =--,所以111(1)1333f =--=-,2()23f x x x '=-- 所以(1)1234f '=--=-所以曲线()y f x =在1x =处的切线的方程为()11413y x +=--,即143y x =-+。
高二数学导数知识点总结

高二数学导数知识点总结导数作为研究函数的重要工具,也是进一步学习高二数学的基础,因此同学们需要掌握导数的重要知识点。
下面店铺带来高二数学导数知识点,欢迎阅读!高二数学导数知识点1. 求函数的单调性:利用导数求函数单调性的基本方法:设函数yf(x)在区间(a,b)内可导,(1)如果恒f(x)0,则函数yf(x)在区间(a,b)上为增函数; (2)如果恒f(x)0,则函数yf(x)在区间(a,b)上为减函数; (3)如果恒f(x)0,则函数yf(x)在区间(a,b)上为常数函数。
利用导数求函数单调性的基本步骤:①求函数yf(x)的定义域;②求导数f(x); ③解不等式f(x)0,解集在定义域内的不间断区间为增区间;④解不等式f(x)0,解集在定义域内的不间断区间为减区间。
反过来, 也可以利用导数由函数的单调性解决相关问题(如确定参数的取值范围):设函数yf(x)在区间(a,b)内可导,(1)如果函数yf(x)在区间(a,b)上为增函数,则f(x)0(其中使f(x)0的x 值不构成区间);(2) 如果函数yf(x)在区间(a,b)上为减函数,则f(x)0(其中使f(x)0的x值不构成区间);(3) 如果函数yf(x)在区间(a,b)上为常数函数,则f(x)0恒成立。
2. 求函数的极值:设函数yf(x)在x0及其附近有定义,如果对x0附近的所有的点都有f(x)f(x0)(或f(x)f(x0)),则称f(x0)是函数f(x)的极小值(或极大值)。
可导函数的极值,可通过研究函数的单调性求得,基本步骤是:(1)确定函数f(x)的定义域;(2)求导数f(x);(3)求方程f(x)0的全部实根,x1x2xn,顺次将定义域分成若干个小区间,并列表:x变化时,f(x)和f(x)值的变化情况:(4)检查f(x)的符号并由表格判断极值。
3. 求函数的最大值与最小值:如果函数f(x)在定义域I内存在x0,使得对任意的xI,总有f(x)f(x0),则称f(x0)为函数在定义域上的最大值。
高中数学《导数的四则运算法则》知识点讲解及重点练习

5.2.2 导数的四则运算法则 学习目标 1.理解函数的和、差、积、商的求导法则.2.理解求导法则的证明过程,能够综合运用导数公式和导数运算法则求函数的导数.知识点 导数的运算法则已知f (x ),g (x )为可导函数,且g (x )≠0.(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ).(2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ),特别地,[cf (x )]′=cf ′(x ).(3)⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2.1.⎝⎛⎭⎫e x +cos π4′=e x .( √ ) 2.函数f (x )=x e x 的导数是f ′(x )=e x (x +1).( √ )3.当g (x )≠0时,⎣⎡⎦⎤1g (x )′=-g ′(x )g 2(x ).( √ )一、利用运算法则求函数的导数例1 求下列函数的导数:(1)y =15x 5+43x 3; (2)y =3x 2+x cos x ;(3)y =x 1+x; (4)y =lg x -e x ;(5)y =(x +1)⎝⎛⎭⎫1x -1. 解 (1)y ′=⎝⎛⎭⎫15x 5+43x 3′=⎝⎛⎭⎫15x 5′+⎝⎛⎭⎫43x 3′=x 4+4x 2. (2)y ′=(3x 2+x cos x )′=(3x 2)′+(x cos x )′=6x +x ′cos x +x (cos x )′=6x +cos x -x sin x .(3)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x ′=x ′(1+x )-x (1+x )′(1+x )2=1+x -x (1+x )2=1(1+x )2. (4)y ′=(lg x -e x )′=(lg x )′-(e x )′=1x ln 10-e x . (5)y ′=⎣⎡⎦⎤(x +1)⎝⎛⎭⎫1x -1′ =⎝⎛⎭⎫1x -x ′1122=x x '-⎛⎫- ⎪⎝⎭1131222211=22x 'x 'x x ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭---=--- =-12x ⎝⎛⎭⎫1+1x . 反思感悟 利用导数运算法则的策略(1)分析待求导式子符合哪种求导法则,每一部分式子是由哪种基本初等函数组合成的,确定所需的求导法则和基本公式.(2)如果求导式比较复杂,则需要对式子先变形再求导,常用的变形有乘积式展开变为和式求导,商式变乘积式求导,三角函数恒等变换后求导等.(3)利用导数运算法则求导的原则是尽可能化为和、差,能利用和差的求导法则求导的,尽量少用积、商的求导法则求导.跟踪训练1 求下列函数的导数:(1)y =x 2+x ln x ;(2)y =ln x x 2; (3)y =e xx; (4)y =(2x 2-1)(3x +1).解 (1)y ′=(x 2+x ln x )′=(x 2)′+(x ln x )′=2x +(x )′ln x +x (ln x )′=2x +ln x +x ·1x=2x +ln x +1.(2)y ′=⎝⎛⎭⎫ln x x 2′=(ln x )′·x 2-ln x (x 2)′x 4 =1x ·x 2-2x ln x x 4=1-2ln x x 3. (3)y ′=⎝⎛⎭⎫e x x ′=(e x )′x -e x (x )′x 2=e x ·x -e xx 2. (4)方法一 y ′=[(2x 2-1)(3x +1)]′=(2x 2-1)′(3x +1)+(2x 2-1)(3x +1)′=4x (3x +1)+(2x 2-1)×3=12x 2+4x +6x 2-3=18x 2+4x -3.方法二 ∵y =(2x 2-1)(3x +1)=6x 3+2x 2-3x -1,∴y ′=(6x 3+2x 2-3x -1)′=(6x 3)′+(2x 2)′-(3x )′-(1)′=18x 2+4x -3.二、利用运算法则求曲线的切线例2 (1)曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝⎛⎭⎫π4,0处的切线的斜率为( ) A .-12 B.12 C .-22 D.22答案 B解析 y ′=cos x (sin x +cos x )-sin x (cos x -sin x )(sin x +cos x )2=1(sin x +cos x )2,故π=4|x y'=12, ∴曲线在点M ⎝⎛⎭⎫π4,0处的切线的斜率为12. (2)已知曲线f (x )=x 3+ax +b 在点P (2,-6)处的切线方程是13x -y -32=0.①求a ,b 的值;②如果曲线y =f (x )的切线与直线y =-14x +3垂直,求切线的方程. 解 ①f (x )=x 3+ax +b 的导数f ′(x )=3x 2+a ,由题意可得f ′(2)=12+a =13,f (2)=8+2a +b =-6,解得a =1,b =-16.②∵切线与直线y =-x 4+3垂直,∴切线的斜率k =4. 设切点的坐标为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=3x 20+1=4,∴x 0=±1.由f (x )=x 3+x -16,可得y 0=1+1-16=-14或y 0=-1-1-16=-18,则切线方程为y =4(x -1)-14或y =4(x +1)-18,即y =4x -18或y =4x -14.反思感悟 (1)此类问题往往涉及切点、切点处的导数、切线方程三个主要元素,其他的条件可以进行转化,从而转化为这三个要素间的关系.(2)准确利用求导法则求出导函数是解决此类问题的第一步,也是解题的关键,务必做到准确.(3)分清已知点是否在曲线上,若不在曲线上,则要设出切点,这是解题时的易错点. 跟踪训练2 (1)曲线y =x 3-4x 2+4在点(1,1)处的切线方程为( )A .y =-x +2B .y =5x -4C .y =-5x +6D .y =x -1答案 C解析 由y =x 3-4x 2+4,得y ′=3x 2-8x ,y ′|x =1=3-8=-5,所以曲线y =x 3-4x 2+4在点(1,1)处的切线方程为y -1=-5(x -1),即y =-5x +6.(2)已知函数f (x )=a ln x x +1+b x,曲线y =f (x )在点A (1,f (1))处的切线方程为x +2y -3=0,则a ,b 的值分别为________.答案 1,1 解析 f ′(x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x -ln x (x +1)2-b x 2. 由于直线x +2y -3=0的斜率为-12,且过点(1,1), 故⎩⎪⎨⎪⎧ f (1)=1,f ′(1)=-12,即⎩⎪⎨⎪⎧ b =1,a 2-b =-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =1.三、与切线有关的综合问题例3 (1)曲线y =x ln x 上的点到直线x -y -2=0的最短距离是( ) A. 2 B.22C .1D .2 答案 B解析 设曲线y =x ln x 在点(x 0,y 0)处的切线与直线x -y -2=0平行.∵y ′=ln x +1,∴0=|x x y'=ln x 0+1=1,解得x 0=1,∴y 0=0,即切点坐标为(1,0).∴切点(1,0)到直线x -y -2=0的距离为d =|1-0-2|1+1=22, 即曲线y =x ln x 上的点到直线x -y -2=0的最短距离是22. (2)设曲线 y =a (x -1)e x 在点(1,0)处的切线与直线 x +2y +1=0垂直,则实数a =________.答案 2e解析 令y =f (x ),则曲线y =a (x -1)e x 在点(1,0)处的切线的斜率为f ′(1),又切线与直线x +2y +1=0垂直,所以f ′(1)=2.因为f (x )=a (x -1)e x ,所以f ′(x )=a e x +a (x -1)e x =ax e x ,所以f ′(1)=a e ,故a =2e. 反思感悟 本题正确的求出函数的导数是前提,审题时注意所给点是否是切点,挖掘题目隐含条件,求出参数,解决已知经过一定点的切线问题,寻求切点是解决问题的关键.跟踪训练3 求曲线y =2e(x -1)e x 在点(1,0)处的切线与坐标轴围成的面积. 解 由题意可知,y ′=2ex ·e x ,y ′|x =1=2, ∴切线方程为y =2(x -1),即2x -y -2=0.令x =0得y =-2;令y =0得x =1.∴曲线y =2e (x -1)e x 在点(1,0)处的切线与坐标轴围成的面积为S =12×2×1=1.1.已知f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=4,则a 的值是( )A.193B.163C.133D.103答案 D解析 ∵f ′(x )=3ax 2+6x ,∴f ′(-1)=3a -6=4,∴a =103. 2.设函数y =-2e x sin x ,则y ′等于( )A .-2e x cos xB .-2e x sin xC .2e x sin xD .-2e x (sin x +cos x )答案 D解析 y ′=-2(e x sin x +e x cos x )=-2e x (sin x +cos x ).3.若函数f (x )=12f ′(-1)x 2-2x +3,则f ′(-1)的值为( ) A .-1 B .0 C .1 D .2答案 A解析 因为f (x )=12f ′(-1)x 2-2x +3, 所以f ′(x )=f ′(-1)x -2.所以f ′(-1)=f ′(-1)×(-1)-2,所以f ′(-1)=-1.4.已知f (x )=ln x x,则f ′(1)=________. 答案 1解析 f ′(x )=(ln x )′·x -ln x ·(x )′x 2=1x ·x -ln x x 2 =1-ln x x 2, 所以f ′(1)=1.5.已知函数f (x )=f ′⎝⎛⎭⎫π4cos x +sin x ,则f ⎝⎛⎭⎫π4的值为________. 答案 1解析 ∵f ′(x )=-f ′⎝⎛⎭⎫π4sin x +cos x ,∴f ′⎝⎛⎭⎫π4=-f ′⎝⎛⎭⎫π4×22+22,得f ′⎝⎛⎭⎫π4=2-1. ∴f (x )=(2-1)cos x +sin x ,∴f ⎝⎛⎭⎫π4=1.1.知识清单:(1)导数的运算法则.(2)综合运用导数公式和导数运算法则求函数的导数.2.方法归纳:转化法.3.常见误区:对于函数求导,一般要遵循先化简、再求导的基本原则.1.(多选)下列运算中正确的是( )A .(ax 2+bx +c )′=a (x 2)′+b (x )′B .(sin x -2x 2)′=(sin x )′-2′(x 2)′C.⎝⎛⎭⎫sin x x 2′=(sin x )′-(x 2)′x 2D .(cos x ·sin x )′=(cos x )′sin x +cos x (sin x )′答案 AD解析 A 项中,(ax 2+bx +c )′=a (x 2)′+b (x )′,故正确;B 项中,(sin x -2x 2)′=(sin x )′-2(x 2)′,故错误;C 项中,⎝⎛⎭⎫sin x x 2′=(sin x )′x 2-sin x (x 2)′(x 2)2,故错误; D 项中,(cos x ·sin x )′=(cos x )′sin x +cos x (sin x )′,故正确.2.函数f (x )=e x cos x 的图象在点(0,f (0))处的切线的倾斜角为( )A .0 B.π4 C .1 D.π2答案 B解析 对函数求导得f ′(x )=e x (cos x -sin x ),∴f ′(0)=1,∴函数f (x )=e x cos x 的图象在点(0,f (0))处的切线的倾斜角为π4. 3.设f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0等于( )A .e 2B .e C.ln 22D .ln 2 答案 B解析 ∵f (x )=x ln x ,∴f ′(x )=ln x +1(x >0),由f ′(x 0)=2,得ln x 0+1=2,即ln x 0=1,解得x 0=e.4.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)等于( )A .-1B .-2C .2D .0答案 B解析 ∵f ′(x )=4ax 3+2bx ,f ′(x )为奇函数,∴f ′(-1)=-f ′(1)=-2.5.(多选)当函数y =x 2+a 2x(a >0)在x =x 0处的导数为0时,那么x 0可以是( ) A .a B .0 C .-a D .a 2答案 AC解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x ′=2x ·x -(x 2+a 2)x 2=x 2-a 2x 2, 由x 20-a 2=0得x 0=±a .6.已知f (x )=sin x 1+cos x,则f ′⎝⎛⎭⎫π3=________. 答案 23解析 因为f ′(x )=(sin x )′(1+cos x )-sin x (1+cos x )′(1+cos x )2=cos x (1+cos x )-sin x (-sin x )(1+cos x )2=cos x +cos 2x +sin 2x (1+cos x )2=cos x +1(1+cos x )2 =11+cos x . 所以f ′⎝⎛⎭⎫π3=11+cos π3=23. 7.已知f (x )=e x x,则f ′(1) =________,若f ′(x 0)+f (x 0)=0,则x 0=________. 答案 0 12解析 因为f ′(x )=(e x )′x -e x (x )′x 2=e x (x -1)x 2(x ≠0). 所以f ′(1)=0.由f ′(x 0)+f (x 0)=0,得()00020e 1e 0.x x x x x 0-+= 解得x 0=12. 8.已知函数f (x )=e x ·sin x ,则曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程是____________. 答案 y =x解析 ∵f (x )=e x ·sin x ,f ′(x )=e x (sin x +cos x ),f ′(0)=1,f (0)=0,∴曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y -0=1×(x -0),即y =x .9.若曲线y =x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,求实数a 的取值范围.解 ∵y =x 2-ax +ln x ,∴y ′=2x -a +1x, 由题意可知,存在实数x >0使得2x -a +1x=0, 即a =2x +1x成立,∴a =2x +1x ≥22(当且仅当2x =1x ,即x =22时等号成立).∴a 的取值范围是[22,+∞).10.已知函数f (x )=ax 2+bx +3(a ≠0),其导函数f ′(x )=2x -8.(1)求a ,b 的值;(2)设函数g (x )=e x sin x +f (x ),求曲线g (x )在x =0处的切线方程.解 (1)因为f (x )=ax 2+bx +3(a ≠0),所以f ′(x )=2ax +b ,又f ′(x )=2x -8,所以a =1,b =-8.(2)由(1)可知g (x )=e x sin x +x 2-8x +3,所以g ′(x )=e x sin x +e x cos x +2x -8,所以g ′(0)=e 0sin 0+e 0cos 0+2×0-8=-7,又g (0)=3,所以曲线g (x )在x =0处的切线方程为y -3=-7(x -0),即7x +y -3=0.11.已知曲线f (x )=x 2+ax +1在点(1,f (1))处切线的倾斜角为3π4,则实数a 等于( )A .1B .-1C .7D .-7答案 C解析 ∵f ′(x )=2x (x +1)-(x 2+a )(x +1)2=x 2+2x -a (x +1)2,又f ′(1)=tan 3π4=-1,∴a =7.12.已知曲线f (x )=(x +a )·ln x 在点(1,f (1))处的切线与直线2x -y =0垂直,则a 等于() A.12 B .1 C .-32 D .-1答案 C解析 因为f (x )=(x +a )·ln x ,x >0,所以f ′(x )=ln x +(x +a )·1x ,所以f ′(1)=1+a .又因为f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线2x -y =0垂直,所以f ′(1)=-12,所以a =-32,故选C. 13.已知函数f (x )=f ′(-1)x 22-2x +3,则f (-1)的值为________. 答案 92解析 ∵f ′(x )=f ′(-1)·x -2,∴f ′(-1)=-f ′(-1)-2,解得f ′(-1)=-1.∴f (x )=-x 22-2x +3, ∴f (-1)=92. 14.已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为______________.答案 x -y -1=0解析 ∵点(0,-1)不在曲线f (x )=x ln x 上,∴设切点坐标为(x 0,y 0).又∵f ′(x )=1+ln x (x >0),∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 0ln x 0,y 0+1=(1+ln x 0)x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴切点坐标为(1,0),∴f ′(1)=1+ln 1=1.∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0.15.等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8),则f ′(0)=________. 答案 212解析 因为f ′(x )=(x )′·[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]+[(x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8)]′·x =(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)+[(x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8)]′·x ,所以f ′(0)=(0-a 1)(0-a 2)·…·(0-a 8)+0=a 1a 2·…·a 8.因为数列{a n }为等比数列,所以a 1a 8=a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=8,所以f ′(0)=84=212.16.偶函数f (x )=ax 4+bx 3+cx 2+dx +e 的图象过点P (0,1),且在x =1处的切线方程为y =x -2,求f (x )的解析式.解 ∵f (x )的图象过点P (0,1),∴e =1.又∵f (x )为偶函数,∴f (x )=f (-x ).故ax 4+bx 3+cx 2+dx +e =ax 4-bx 3+cx 2-dx +e .∴b =0,d =0.∴f (x )=ax 4+cx 2+1.∵函数f (x )在x =1处的切线方程为y =x -2,∴切点坐标为(1,-1).∴a +c +1=-1.∵f ′(1)=4a +2c ,∴4a +2c =1.∴a =52,c =-92. ∴函数f (x )的解析式为f (x )=52x 4-92x 2+1.。
高二数学导数计算试题答案及解析

高二数学导数计算试题答案及解析1.已知函数,则=____________。
【解析】,所以【考点】导数公式的应用2.函数的导函数为,若对于定义域内任意,,有恒成立,则称为恒均变函数.给出下列函数:①;②;③;④;⑤.其中为恒均变函数的序号是.(写出所有满足条件的函数的序号)【答案】①②【解析】对于①f(x)=2x+3,满足,为恒均变函数;对于②f(x)=x2-2x+3,,,故满足,为恒均变函数;对于;③f(x)=,,显然不满足,故不是恒均变函数;对于④f(x)=e x,,显然不满足,故不是恒均变函数;对于⑤f(x)=lnx,,显然不满足,故不是恒均变函数.故应填入:①②.【考点】1.函数的导数运算;2.判断命题的真假.3.下列函数求导运算正确的个数为()①(3x)′=3x log3e;②(log2x)′=;③(e x)′=e x;④()′=x;⑤(x·e x)′=e x+1.A.1B.2C.3D.4【答案】【解析】,所以正确的有②③.【考点】函数导数的运算.4.定义在区间上的连续函数的导函数为,如果使得,则称为区间上的“中值点”.下列函数:①;②;③;④在区间上“中值点”多于一个的函数序号为 .【答案】①④【解析】根据“中值点”的定义,设为区间上的中值点,则,①中,因为,此时区间的任一实数都为“中值点”;对于②,即;对于③即;对于④即;综上可知,选①④.【考点】1.新定义;2.导数的计算.5.设,若,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,所以当时,解得,所以。
故A正确。
【考点】导数的计算。
6.设,若,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由题意,则,故由题【考点】导数及其运算7.已知函数的导函数为,则.【答案】2【解析】因为,所以.【考点】导数的运算法则.8.已知函数的导数处取到极大值,则的取值范围是.【答案】(-1,0)【解析】∵且在处取到极大值,则必有时,,且时,.当时,不成立;当时,有时,,时,,符合题意;当时,有时,,时,,在处取到极小值.综合可得.【考点】利用导数研究函数的极值.9.某水产养殖场拟造一个无盖的长方体水产养殖网箱,为了避免混养,箱中要安装一些筛网,其平面图如下,如果网箱四周网衣(图中实线部分)建造单价为每米56元,筛网(图中虚线部分)的建造单价为每米48元,网箱底面面积为160平方米,建造单价为每平方米50元,网衣及筛网的厚度忽略不计.(1)把建造网箱的总造价y(元)表示为网箱的长x(米)的函数,并求出最低造价;(2)若要求网箱的长不超过15米,宽不超过12米,则当网箱的长和宽各为多少米时,可使总造价最低?(结果精确到0.01米)【答案】(1),最低为13120元,(2)网箱长为15m,宽为10.67m时,可使总造价最低【解析】(1)建造网箱的总造价为网箱四周网衣建造总造价与筛网建造总造价之和. 网箱的长x,则网箱的宽为,所以.当时,,当且仅当时取等号,此时(2)因为网箱的长不超过15米,宽不超过12米,所以(1)中等号不成立.需从单调性上考虑最值. 因为,所以在上单调递减,而时,y最小,此时宽=.⑴网箱的宽为,4分当时,,当且仅当时取此时网箱的长为16m时,总造价最低为13120元 8分⑵由题意 10分此时,在上单调递减,而时,y最小,此时宽=.网箱长为15m,宽为10.67m时,可使总造价最低 16分【考点】函数应用题,利用不等式及导数求函数最值10.设直线与函数,的图象分别交于M、N两点,则当MN达到最小时t的值为【答案】【解析】由题意得:,设则由得:,当,当,所以当MN达到最小时t的值为.【考点】利用导数求最值11.已知函数图象与直线相切,切点横坐标为.(1)求函数的表达式和直线的方程;(2)求函数的单调区间;(3)若不等式对定义域内的任意恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1);(2)单调减区间为,单调增区间为;(3) .【解析】(1)求函数导数,利用导数的几何意义求直线方程斜率,再利用点斜式求出方程.(2)利用导数和分别求函数的单调增减区间.(3)将不等式转化为恒成立,然后利用导数求函数的最值.解:(1)因为,所以,所以所以 2分,所以,所以切点为(1,1),所以所以直线的方程为 4分(2)因为的定义域为所以由得 6分由得 7分故函数的单调减区间为,单调增区间为 8分(3)令,则得所以在上是减函数,在上是增函数 10分,所以 11分所以当在的定义域内恒成立时,实数的取值范围是 12分.【考点】1.利用导数求闭区间上函数的最值;2.利用导数研究曲线上某点切线方程.12.已知点P(1,2)是曲线y=2x2上一点,则P处的瞬时变化率为()A.2B.4C.6D.【答案】B【解析】y′|x=1=4x|x=1=4,故答案为B.【考点】导数的运算.13.下列求导运算正确的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】A.(x+)′=1-,∴A错误.B.(x2cosx)′=-2xsinx-x2sinx,∴B错误.C.(3x)′=3x ln3,∴C错误.D.(log2x)′=,正确.故选:D..【考点】导数的运算..14.函数的导数为()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为,所以.【考点】积的导数15.函数的导数A.B.C.D.【答案】A【解析】根据导函数运算公式可知A正确.【考点】导函数的计算公式.16.已知函数,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由导数的计算公式,可知,故选B.【考点】导数的计算.17.设函数,(是互不相等的常数),则等于()A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意,由于函数,则可知,,同理可知,,那么可知为零,故可知答案为A.【考点】导数的计算点评:主要是考查了导数的基本运算,属于基础题。
高二文科数学选修1-1第三章导数的概念及运算带答案

导数的概念及运算[必备知识]考点1 函数y =f (x )在x =x 0处的导数 1.定义称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率lim Δ x →f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =lim Δ x →0 ΔyΔx为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=lim Δ x →0ΔyΔx =lim Δ x →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx. 2.几何意义函数f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线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). 考点2 基本初等函数的导数公式若y =f (x ),y =g (x )的导数存在,则 (1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); (3)⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0). 考点4 复合函数的导数设函数u =φ(x )在点x 处有导数u ′=φ′(x ),函数y =f (u )在点x 的对应点u 处有导数y ′=f ′(u ),则复合函数y =f [φ(x )]在点x 处也有导数y ′x =f ′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. [必会结论]1.f ′(x 0)与x 0的值有关,不同的x 0,其导数值一般也不同. 2.f ′(x 0)不一定为0,但[f (x 0)]′一定为0.3.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数. 4.函数y =f (x )的导数f ′(x )反映了函数f (x )的瞬时变化趋势,其正负号反映了变化的方向,其大小|f ′(x )|反映了变化的快慢,|f ′(x )|越大,曲线在这点处的切线越“陡”. 一、疑难辨析判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.f ′(x 0)是导函数f ′(x )在x =x 0处的函数值.( ) 2.曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( ) 3.与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( )4.对于函数f (x )=-x 2+3x ,由于f (1)=2,所以f ′(1)=2′=0.( )5.物体的运动方程是s =-4t 2+16t ,则该物体在t =0时刻的瞬时速度是0.( ) 6.若f (x )=f ′(a )x 2+ln x (a >0),则f ′(x )=2xf ′(a )+1x .( )答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√ 二、例题练习1.已知函数()y f x =,那么下列说法错误的是( ) A.()()00y f x x f x +∆=∆-叫做函数值的增量 B.()()00f x x f x y x x+∆-∆=∆∆叫做函数在0x 到0x x +∆之间的平均变化率 C.()f x 在0x 处的导数记为y ' D.()f x 在0x 处的导数记为()0f x '【答案】C【解析】由导数的定义可知C 错误.故选C.2. 已知函数y =2+1x ,当x 由1变到2时,函数的增量Δy =________.【答案】 -12【解析】 Δy =⎝⎛⎭⎫2+12-(2+1)=-12. 3.设函数()f x 在1x =处可导,则()()11lim 2x f x f x∆→+∆--∆等于()A .()1f 'B .()112f '- C .()21f '-D .()1f '- 【答案】B【解析】函数()f x 在1x =处()()()0111limx f x f f x ∆→+∆-'=∆()()0112lim 2x f x f x∆→+∆-=--∆,所以()()()0111lim122x f x f f x ∆→+∆-'=--∆.4.若函数()y f x =在区间(),a b 内可导,且()0,x a b ∈,若0()f x '=4,则()()0002limh f x f x h h→--的值为( )A .2B .4C .8D .12 【答案】C【解析】由函数()y f x =在某一点处的导数的定义可知()()()()()000000022lim2lim 282h h f x f x h f x f x h f x h h→→----'===5.若()()0003lim1x f x x f x x∆→+∆-=∆,则()0f x '=__________.【答案】13【解析】由于()()()()()000000033lim 3lim 313x x f x x f x f x x f x f x x x∆→∆→+∆-+∆-'===∆∆,所以()013f x '=. 6.[课本改编]曲线y =x 2在(1,1)处的切线方程是( ) A .2x +y +3=0 B .2x -y -3=0 C .2x +y +1=0 D .2x -y -1=0答案 D 解析 ∵y ′=2x ,∴k =y ′| x =1=2;故所求切线方程为:y -1=2(x -1)即2x -y-1=0,故选D.7.函数y =f (x )的图象在点P (5,f (5))处的切线方程是y =-x +8,则f (5)+f ′(5)=( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 由条件知f ′(5)=-1,又在点P 处切线方程为y -f (5)=-(x -5),∴y =-x +5+f (5),即y =-x +8,∴5+f (5)=8,∴f (5)=3,∴f (5)+f ′(5)=2. 8.函数y =x ·e x 在点(1,e)处的切线方程为( ) A .y =2e x B .y =x -1+eC .y =-2e x +3eD .y =2e x -e答案 D解析 函数y =x ·e x 的导函数是f ′(x )=e x +x e x ,在点(1,e)处,把x =1代入f ′(x )=e x +x e x ,得k =f ′(1)=2e ,点斜式得y -e =2e(x -1),整理得y =2e x -e.9.已知函数2()cos 3g x x x =+,则2()πg'=_______________.【答案】13. 【解析】因为2()sin 1g x x '=-+,所以2()πg'=2π21sin 113233-+=-=.故填13.10=')1(f _______________.【答案】e【解析】0x =得(0)1f =,∴(1)e f '=.11.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()(1)2ln xf f x x ='+,则(1)f '= A .e - B .1- C .1D .e【答案】B 【解析】∵函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()(1)2ln (0)f x x xf x ='+>,1x =代入()f x '可得(1)2(1)1f f '='+,解得(1)1f '=-.故选B .12.若2()24ln f x x x x =--,则()0f x '>的解集为_______________. 【答案】(2,)+∞【解析】由()224ln f x x x x =--,得()()4220f x x x x'=-->,则由不等式()42200x x x-->>,得()2200x x x -->>,从而可解得2x >.故()0f x '>的解集为(2,)+∞.13.求下列函数的导数:(1)y =e x sin x ;(2)y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3; (3)y =x -sin x 2cos x2;(3)=xx ln ;[解] (1)y ′=(e x )′sin x +e x (sin x )′=e x sin x +e x cos x . (2)因为y =x 3+1x 2+1,所以y ′=3x 2-2x 3.(3)因为y =x -12sin x ,所以y ′=1-12cos x .14.[2015·天津高考]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________.答案 3解析 因为f (x )=ax ln x ,所以f ′(x )=a ln x +ax ·1x =a (ln x +1).由f ′(1)=3得a (ln1+1)=3,所以a =3.15.若曲线f (x )=ax 5+ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________. 【答案】(-∞,0)【解析】曲线f (x )=ax 5+ln x 存在垂直于y 轴的切线,即f ′(x )=0有正实数解.又∵f ′(x )=5ax 4+1x ,∴方程5ax 4+1x=0有正实数解.∴5ax 5=-1有正实数解.∴a <0.16.等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8),则f ′(0)=( ) A .26 B .29 C .212 D .215 【答案】C【解析】因为f ′(x )=x ′·[]x -a 1x -a 2…x -a 8+[]x -a 1x -a 2…x -a 8′·x =(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)+ []x -a 1x -a 2…x -a 8′·x ,所以f ′(0)=(0-a 1)(0-a 2)…(0-a 8)+0=a 1a 2…a 8.因为数列{a n }为等比数列,所以a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=a 1a 8=8,所以f ′(0)=84=212.17.[2016·襄阳调研]曲线y =x 3-2x +4在点(1,3)处的切线的倾斜角为( ) A .30° B .45° C .60°D .120°答案 B 解析 由y ′=3x 2-2得y ′| x =1=1,即曲线在点(1,3)处的切线斜率为1,所以切线的倾斜角为45°,故选B.18.[2016·大同质检]一点P 在曲线y =x 3-x +23上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤0,π2B.⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π C.⎣⎡⎭⎫3π4,π D.⎝⎛⎦⎤π2,3π4 答案 B 解析 ∵y ′=3x 2-1,∴tan α=3x 2-1≥-1,∴α∈⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 19.[2016·深圳中学实战考试]函数y =x 33-x 2+1(0<x <2)的图象上任意点处切线的倾斜角记为α,则α的最小值是( ) A.π4B.π6C.5π6D.3π4答案 D 解析 由于y ′=x 2-2x ,当0<x <2时,-1≤y ′<0,据导数的几何意义得-1≤tan α<0,当tan α=-1时,α取得最小值,即αmin =3π4. 20.[2016·山西师大附中质检]已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程; (2)求曲线过点P (2,4)的切线方程.解 (1)根据已知得点P (2,4)是切点且y ′=x 2,所以在点P (2,4)处的切线的斜率为y ′| x =2=4.所以曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率为y ′| x =x 0=x 20.所以切线方程为y -⎝⎛⎭⎫13x 30+43=x 20(x -x 0),即y =x 20·x -23x 30+43.因为点P (2,4)在切线上,所以4=2x 20-23x 30+43, 即x 30-3x 20+4=0,所以x 30+x 20-4x 20+4=0,所以x 20(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,所以(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2, 故所求的切线方程为x -y +2=0或4x -y -4=0.21.设函数f (x )=ax -bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(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.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3.当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +bx2,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)为曲线上的任一点,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的交点坐标为⎝⎛⎭⎫0,-6x 0. 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 所围成的三角形面积为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,此定值为6. 备用:1.函数f (x )=ln x -2xx 的图象在点(1,-2)处的切线方程为( )A .2x -y -4=0B .2x +y =0C .x -y -3=0D .x +y +1=0答案 C解析 f ′(x )=1-ln xx 2,则f ′(1)=1,故该切线方程为y -(-2)=x -1,即x -y -3=0.2.[2014·江西高考]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 的坐标是________. 答案 (e ,e)解析 令f (x )=x ln x ,则f ′(x )=ln x +1,设P (x 0,y 0),则f ′(x 0)=ln x 0+1=2,∴x 0=e ,此时y 0=x 0ln x 0=eln e =e ,∴点P 的坐标为(e ,e).[2014·江苏高考]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 由曲线y =ax 2+b x 过点P (2,-5),得4a +b2=-5.①又y ′=2ax -b x 2,所以当x =2时,4a -b 4=-72,②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2,所以a +b =-3.3. [2016·沈阳模拟]若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,则a 的值是( ) A .1 B.164C .1或164D .1或-164[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] C[2016·沈阳模拟]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 等于( )A .-1或-2564B .-1或214C .-74或-2564D .-74或7答案 A解析 ∵y =x 3,∴y ′=3x 2.设过点(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.又点(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,得a =-1. 综上,a =-1或a =-2564.故选A.。
高二数学期末复习知识点归纳整理

高二数学期末复习知识点归纳整理高二数学期末复习知识点1导数:导数的意义-导数公式-导数应用(极值最值问题、曲线切线问题)1、导数的定义:在点处的导数记作.2.导数的几何物理意义:曲线在点处切线的斜率①k=f/(x0)表示过曲线y=f(x)上P(x0,f(x0))切线斜率。
V=s/(t)表示即时速度。
a=v/(t)表示加速度。
3.常见函数的导数公式:①;②;③;⑤;⑥;⑦;⑧。
4.导数的四则运算法则:5.导数的应用:(1)利用导数判断函数的单调性:设函数在某个区间内可导,如果,那么为增函数;如果,那么为减函数;注意:如果已知为减函数求字母取值范围,那么不等式恒成立。
(2)求极值的步骤:①求导数;②求方程的根;③列表:检验在方程根的左右的符号,如果左正右负,那么函数在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么函数在这个根处取得极小值;(3)求可导函数值与最小值的步骤:ⅰ求的根;ⅱ把根与区间端点函数值比较,的为值,最小的是最小值。
高二数学期末复习知识点23.1直线的倾斜角和斜率3.1倾斜角和斜率1、直线的倾斜角的概念:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.特别地,当直线l与x轴平行或重合时,规定α=0°.2、倾斜角α的取值范围:0°≤α<180°.当直线l与x轴垂直时,α=90°.3、直线的斜率:一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,也就是k=tanα⑴当直线l与x轴平行或重合时,α=0°,k=tan0°=0;⑵当直线l与x轴垂直时,α=90°,k不存在.由此可知,一条直线l的倾斜角α一定存在,但是斜率k不一定存在.4、直线的斜率公式:给定两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1≠x2,用两点的坐标来表示直线P1P2的斜率:斜率公式:3.1.2两条直线的平行与垂直1、两条直线都有斜率而且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即注意:上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立.即如果k1=k2,那么一定有L1∥L22、两条直线都有斜率,如果它们互相垂直,那么它们的斜率互为负倒数;反之,如果它们的斜率互为负倒数,那么它们互相垂直,即3.2.1直线的点斜式方程1、直线的点斜式方程:直线经过点且斜率为2、、直线的斜截式方程:已知直线的斜率为3.2.2直线的两点式方程1、直线的两点式方程:已知两点2、直线的截距式方程:已知直线3.2.3直线的一般式方程1、直线的一般式方程:关于x、y的二元一次方程(A,B不同时为0)2、各种直线方程之间的互化。