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课时规范练
A组 基础对点练
1.曲线y=xex-1在点(1,1)处切线的斜率等于( )
A.2e B.e
C.2 D.1
解析:y=xex-1==xex,y′=(ex+xex)=(1+x),
∴k=y′|x=1=2,故选C.
答案:C
2.(2018·济南模拟)已知函数f(x)的导函数f′(x),且满足f(x)=2xf′(1)+ln x,则f′(1)=( )
A.-e B.-1
C.1 D.e
解析:∵f(x)=2xf′(1)+ln x,
∴f′(x)=[2xf′(1)]′+(ln x)′=2f′(1)+,
∴f′(1)=2f′(1)+1,即f′(1)=-1.
答案:B
3.函数f(x)=exsin x的图象在点(0,f(0))处的切线的倾斜角为( )
A. B.
C. D.
解析:因为f′(x)=exsin x+excos x,所以f′(0)=1,即曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线的斜率为1.所以在点(0,f(0))处的切线的倾斜角为,故选C.
答案:C
4.(2018·云南师大附中考试)曲线y=ax在x=0处的切线方程是xln 2+y-1=0,则a=( )
A. B.2
C.ln 2 D.ln
解析:由题知,y′=axln a,y′|x=0=ln a,又切点为(0,1),故切线方程为xln a-y+1=0,∴a=,故选A.
答案:A
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5.已知函数f(x)=sin x-cos x,且f′(x)=f(x),则tan 2x的值是( )
A.- B.-
C. D.
解析:因为f′(x)=cos x+sin x=sin x-cos x,所以tan x=-3,所以tan 2x===,故选D.
答案:D
6.(2017·贵阳模拟)曲线y=xex在点(1,e)处的切线与直线ax+by+c=0垂直,则的值为( )
A.- B.-
C. D.
解析:y′=ex+xex,则y′|x=1=2e,∵切线与直线ax+by+c=0垂直,∴-=-,∴=,故选D.
答案:D
7.(2018·重庆巴蜀中学模拟)已知曲线y=在点P(2,4)处的切线与直线l平行且距离为2,则直线l的方程为( )
A.2x+y+2=0
B.2x+y+2=0或2x+y-18=0
C.2x-y-18=0
D.2x-y+2=0或2x-y-18=0
解析:y′==-,y′|x=2=-=-2,因此kl=-2,设直线l方程为y=-2x+b,即2x+y-b=0,由题意得=2,解得b=18或b=-2,所以直线l的方程为2x+y-18=0或2x+y+2=0.故选B.
答案:B
8.已知函数f(x)在R上满足f(2-x)=2x2-7x+6,则曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程是( )
A.y=2x-1 B.y=x
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C.y=3x-2 D.y=-2x+3
解析:法一:令x=1得f(1)=1,令2-x=t,可得x=2-t,代入f(2-x)=2x2-7x+6得f(t)=2(2-t)2-7(2-t)+6,化简整理得f(t)=2t2-t,即f(x)=2x2-x,∴f′(x)=4x-1,∴f′(1)=3.∴所求切线方程为y-1=3(x-1),即y=3x-2.
法二:令x=1得f(1)=1,由f(2-x)=2x2-7x+6,两边求导可得f′(2-x)·(2-x)′=4x-7,令x=1可得-f′(1)=-3,即f′(1)=3.∴所求切线方程为y-1=3(x-1),即y=3x-2.
答案:C
9.(2018·潍坊模拟)如图,y=f(x)是可导函数,直线l:y=kx+2是曲线y=f(x)在x=3处的切线,g(x)=xf(x),g′(x)是g(x)的导函数,则g′(3)=( )
A.-1 B.0
C.2 D.4
解析:由题意知直线l:y=kx+2是曲线y=f(x)在x=3处的切线,由图可得f(3)=1.又点(3,1)在直线l上,∴3k+2=1,∴k=-,∴f′(3)=k=-.∵g(x)=xf(x),∴g′(x)=f(x)+xf′(x),则g′(3)=f(3)+3f′(3)=1+3×=0,故选B.
答案:B
10.已知直线y=-x+m是曲线y=x2-3ln x的一条切线,则m的值为( )
A.0 B.2
C.1 D.3
解析:因为直线y=-x+m是曲线y=x2-3ln x的切线,所以令y′=2x-=-1,得x=1或x=-(舍去),即切点为(1,1),又切点(1,1)在直线y=-x+m上,所以m=2,故选B.
答案:B
11.若幂函数f(x)=mxα的图象经过点A,则它在点A处的切线方程是( )
A.2x-y=0 B.2x+y=0
C.4x-4y+1=0 D.4x+4y+1=0
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解析:由题意知m=1,∴=α,∴α=,
∴f(x)=x,∴f′(x)=,其在A的切线的斜率k=1,
∴f(x)在处的切线方程为y-=x-,即y=x+,故选C.
答案:C
12.(2018·石家庄模拟)设a∈R,函数f(x)=ex+a·e-x的导函数是f′(x),且f′(x)是奇函数.若曲线y=f(x)的一条切线的斜率是,则切点的横坐标为( )
A.ln 2 B.-ln 2
C. D.-
解析:对f(x)=ex+a·e-x求导得f′(x)=ex-ae-x,又f′(x)是奇函数,故f′(0)=1-a=0,解得a=1,故有f′(x)=ex-e-x,设切点为(x0,y0),则f′(x0)=ex0-e-x0=,解得ex0=2或ex0=-(舍去),所以x0=ln 2.
答案:A
13.曲线y=-5ex+3在点(0,-2)处的切线方程为________.
解析:由y=-5ex+3得,y′=-5ex,所以切线的斜率k=y′|x=0=-5,所以切线方程为y+2=-5(x-0),即5x+y+2=0.
答案:5x+y+2=0
14.曲线y=x(3ln x+1)在点(1,1)处的切线方程为____________.
解析:y′=3ln x+1+3=3ln x+4,所以曲线在点(1,1)处的切线斜率为4,所以切线方程为y-1=4(x-1),即y=4x-3.
答案:y=4x-3
15.若曲线y=xln x上点P处的切线平行于直线2x-y+1=0,则点P的坐标是________.
解析:设P(x0,y0).∵y=xln x,
∴y′=ln x+x·=1+ln x.
∴k=1+ln x0.又k=2,∴1+ln x0=2,∴x0=e.
∴y0=eln e=e.
∴点P的坐标是(e,e).
答案:(e,e)
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16.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=f′(1)ex-1-f(0)x+x3,则f(x)=__________.
解析:由f(x)=f′(1)ex-1-f(0)x+x3,得f′(x)=f′(1)·ex-1-f(0)+x2.令x=1,得f(0)=1.在f(x)=f′(1)ex-1-f(0)x+x3中,取x=0,得f(0)=f′(1)e-1=1,所以f′(1)=e,所以f(x)=ex-x+x3.
答案:ex-x+
B组 能力提升练
1.已知函数g(x)=sin x,记f(0)=g(x)=sin x,f(1)=(sin x)′=cos x,f(2)=(cos x)′=-sin x,…依次类推,则f(2 019)=( )
A.sin x B.cos x
C.-sin x D.-cos x
解析:由题意得f(3)=-cos x,f(4)=sin x,f (5)=cos x,
周期为4.
∴f(2 019)=f(3)=-cos x,故选D.
答案:D
2.给出定义:设f′(x)是函数y=f(x)的导函数,f″(x)是函数f′(x)的导函数,若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.已知函数f(x)=3x+4sin x-cos x的拐点是M(x0,f(x0)),则点M( )
A.在直线y=-3x上 B.在直线y=3x上
C.在直线y=-4x上 D.在直线y=4x上
解析:f′(x)=3+4cos x+sin x,f″(x)=-4sin x+cos x,由题意知4sin x0-cos x0=0,
所以f(x0)=3x0,
故M(x0,f(x0))在直线y=3x上.故选B.
答案:B
3.已知函数f(x)=ex-2ax,g(x)=-x3-ax2.若不存在x1,x2∈R,使得f′(x1)=g′(x2),则实数a的取值范围为( )
A.(-2,3) B.(-6,0)
C.[-2,3] D.[-6,0]
解析:依题意,知函数f′(x)与g′(x)值域的交集为空集,∵f′(x)=ex-2a>-2a,g′(x)=-3x2-2ax≤,∴≤-2a,解得-6≤a≤0.
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答案:D
4.(2018·江西赣中南五校联考)已知函数fn(x)=xn+1,n∈N的图象与直线x=1交于点P,若图象在点P处的切线与x轴交点的横坐标为xn,则log2 013x1+log2 013x2+…+log2 013x2 012的值为( )
A.-1 B.1-log2 0132 012
C.-log2 0132 012 D.1
解析:由题意可得点P的坐标为(1,1),
f′n(x)=(n+1)·xn,所以fn(x)图象在点P处的切线的斜率为n+1,故可得切线的方程为y-1=(n+1)(x-1),所以切线与x轴交点的横坐标为xn=,则log2 013x1+log2 013x2+…+log2 013x2 012=log2 013(x1x2…x2 012)=log2 013=log2 013=-1.故选A.
答案:A
5.(2018·安徽皖南八校联考)已知曲线f(x)=-axln x在点(1,f(1))处的切线方程为y=-x++b-1,则下列命题是真命题的个数为( )
①∀x∈(0,+∞),f(x)<;②∃x0∈(0,e),f(x0)=0;
③∀x∈(0,+∞),f(x)>;④∃x0∈(1,e),f(x0)=.
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:f′(x)=-a(1+ln x),则f′(1)=-a,又f(1)=,∴曲线在(1,f(1))处的切线方程为y-=-a(x-1),即y=-ax++a,∴a=1,b=2.∴f(x)=-xln x.易知y=在(0,+∞)上的最大值为,y=xln x在(0,+∞)上的最小值为-,∴<xln x+,即f(x)<,①正确,∵f(1)·f(e)<0,且f(x)的图象在(0,e)上连续,∴②正确;
∵f(e)<0,∴③错误;由f(1)=,f(e)<0知④正确,即①②④正确.
答案:C
6.设函数f(x)=ln x,g(x)=ax+,它们的图象在x轴上的公共点处有公切线,则当x>1时,f(x)与g(x)的大小关系是( )
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A.f(x)>g(x)
B.f(x)<g(x)
C.f(x)=g(x)
D.f(x)与g(x)的大小关系不确定
解析:由题意得f(x)与x轴的交点(1,0)在g(x)上,所以a+b=0,因为函数f(x),g(x)的图象在此公共点处有公切线,所以f(x),g(x)在此公共点处的导数相等,f′(x)=,g′(x)=a-,以上两式在x=1时相等,即1=a-b,又a+b=0,所以a=,b=-,即g(x)=-,f(x)=ln x,令h(x)=f(x)-g(x)=ln x-+,则h′(x)=--==-,因为x>1,所以h′(x)<0,所以h(x)在(1,+∞)上单调递减,所以h(x)<h(1)=0,所以f(x)<g(x).故选B.
答案:B
7.设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(ex)=x+ex,则f′(1)=________.
解析:令t=ex,故x=ln t,∴f(t)=ln t+t,即f(x)=ln x+x,∴f′(x)=+1,∴f′(1)=2.
答案:2
8.设曲线y=ex在点(0,1)处的切线与曲线y=(x>0)上点P处的切线垂直,则P的坐标为________.
解析:y′=ex,则曲线y=ex在点(0,1)处的切线的斜率k切=1,又曲线y=(x>0)上点P处的切线与曲线y=ex在点(0,1)处的切线垂直,所以曲线y=(x>0)在点P处的切线的斜率为-1,设P(a,b),则曲线y=(x>0)上点P处的切线的斜率为y′|x=a=-a-2=-1,可得a=1,又P(a,b)在y=上,所以b=1,故P(1,1).
答案:(1,1)
9.已知函数f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R)图象上任意一点处的切线的斜率都小于1,则实数a的取值范围是________.
解析:由题意得f′(x)=-3x2+2ax,
当x=时,f′(x)取到最大值.
∴<1,解得-<a<.
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答案:-<a<
10.已知函数f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x+b(a,b∈R).
(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率为-3,求a,b的值.
(2)若曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,求a的取值范围.
解析:f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2).
(1)由题意得
解得b=0,a=-3或a=1.
(2)因为曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,
所以关于x的方程f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2)=0有两个不相等的实数根,
所以Δ=4(1-a)2+12a(a+2)>0,
即4a2+4a+1>0,所以a≠-.
所以a的取值范围为∪.
11.已知函数f(x)=x3-4x2+5x-4.
(1)求曲线f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)求经过点(2,-2)的曲线的切线方程.
解析:(1)因为f′(x)=3x2-8x+5,
所以f′(2)=1,又f(2)=-2,
所以曲线在点(2,f(2))处的切线方程为y+2=x-2,即x-y-4=0.
(2)设曲线与经过点A(2,-2)的切线相切于点P(x0,x-4x+5x0-4),因为f′(x0)=3x-8x0+5,
所以切线方程为y- (-2)=(3x-8x0+5)(x-2),
又切线过点P(x0,x-4x+5x0-4),
所以x-4x+5x0-2=(3x-8x0+5)(x0-2),
整理得(x0-2)2(x0-1)=0,解得x0=2或1,
所以经过A(2,-2)的曲线f(x)的切线方程为x-y-4=0或y+2=0.
12.设有抛物线C:y=-x2+x-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.
解析:(1)设点P的坐标为(x1,y1),
则y1=kx1,①
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y1=-x+x1-4,②
①代入②得,x+x1+4=0.
因为P为切点,
所以Δ=2-16=0,
得k=或k=.
当k=时,x1=-2,y1=-17.
当k=时,x1=2,y1=1.
因为P在第一象限,
所以所求的斜率k=.
(2)过P点作切线的垂线,
其方程为y=-2x+5.③
将③代入抛物线方程得,
x2-x+9=0.
设Q点的坐标为(x2,y2),则2x2=9,
所以x2=,y2=-4.
所以Q点的坐标为.
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