(浙江專用)2021版新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1 第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的計算教學(xué)案
《(浙江專用)2021版新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1 第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的計算教學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專用)2021版新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1 第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的計算教學(xué)案(17頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 知識點(diǎn) 最新考綱 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的計算 了解導(dǎo)數(shù)的概念與實(shí)際背景,理解導(dǎo)數(shù)的幾何意義. 會用基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式表和導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),并能求簡單的復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(限于形如f(ax+b)的導(dǎo)數(shù)). 導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用 了解函數(shù)單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,能用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間. 理解函數(shù)極值的概念及函數(shù)在某點(diǎn)取到極值的條件,會用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的極大(小)值,會求閉區(qū)間上函數(shù)的最大(小)值. 第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的計算 1.導(dǎo)數(shù)的概念 (1)函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù) 稱函數(shù)y=f(x)在x=x0處的瞬時變化率
2、 =為函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù),記作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)==. (2)導(dǎo)數(shù)的幾何意義 函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)的幾何意義是在曲線y=f(x)上點(diǎn)P(x0,y0)處的切線的斜率(瞬時速度就是位移函數(shù)s(t)對時間t的導(dǎo)數(shù)).相應(yīng)地,切線方程為y-y0=f′(x0)(x-x0). (3)函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù) 稱函數(shù)f′(x)=為f(x)的導(dǎo)函數(shù). 2.基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式 原函數(shù) 導(dǎo)函數(shù) f(x)=c(c為常數(shù)) f′(x)=0 f(x)=xn(n∈Q*) f′(x)=nxn-1 f(x)=sin x f′(x)=co
3、s x f(x)=cos x f′(x)=-sin__x f(x)=ax (a>0且a≠1) f′(x)=axln a f(x)=ex f′(x)=ex f(x)=logax (x>0,a>0且a≠1) f′(x)= f(x)=ln x(x>0) f′(x)= 3.導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則 (1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x); (2)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x); (3)′=(g(x)≠0). 4.復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù) 復(fù)合函數(shù)y=f(g(x))的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)y=f(u),u=g(x)的導(dǎo)數(shù)間的關(guān)系為yx′=y(tǒng)u′·ux
4、′,即y對x的導(dǎo)數(shù)等于y對u的導(dǎo)數(shù)與u對x的導(dǎo)數(shù)的乘積. [疑誤辨析] 判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”) (1)f′(x0)與[f(x0)]′表示的意義相同.( ) (2)求f′(x0)時,可先求f(x0)再求f′(x0).( ) (3)曲線的切線不一定與曲線只有一個公共點(diǎn).( ) (4)與曲線只有一個公共點(diǎn)的直線一定是曲線的切線.( ) (5)函數(shù)f(x)=sin(-x)的導(dǎo)數(shù)是f′(x)=cos x.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× [教材衍化] 1.(選修2-2P65A組T2(1)改編)函數(shù)y=xcos x-sin
5、 x的導(dǎo)數(shù)為( ) A.xsin x B.-xsin x C.xcos x D.-xcos x 解析:選B.y′=x′cos x+x(cos x)′-(sin x)′=cos x-xsin x-cos x=-xsin x. 2.(選修2-2P18A組T6改編)曲線y=1-在點(diǎn)(-1,-1)處的切線方程為________. 解析:因?yàn)閥′=,所以y′|x=-1=2. 故所求切線方程為2x-y+1=0. 答案:2x-y+1=0 3.(選修2-2P7例2改編)有一機(jī)器人的運(yùn)動方程為s=t2+(t是時間,s是位移),則該機(jī)器人在t=2時的瞬時速度為_______
6、_. 解析:因?yàn)閟=t2+,所以s′=2t-, 所以s′|t=2=4-=. 答案: [易錯糾偏] (1)求導(dǎo)時不能掌握復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則致誤; (2)不會用方程法解導(dǎo)數(shù)求值. 1.已知函數(shù)f(x)=sin,則f′(x)=________. 解析:f′(x)=[sin]′=cos·′=2cos. 答案:2cos 2.設(shè)函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)為f′(x),且f(x)=f′sin x+cos x,則f′=________. 解析:因?yàn)閒(x)=f′sin x+cos x, 所以f′(x)=f′cos x-sin x, 所以f′=f′cos-sin, 即f′=-1,所以f(x)
7、=-sin x+cos x, f′(x)=-cos x-sin x. 故f′=-cos-sin=-. 答案:- 導(dǎo)數(shù)的計算 求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù): (1)y=(3x2-4x)(2x+1);(2)y=x2sin x; (3)y=3xex-2x+e;(4)y=ln(2x-5). 【解】 (1)因?yàn)閥=(3x2-4x)(2x+1)=6x3+3x2-8x2-4x=6x3-5x2-4x,所以y′=18x2-10x-4. (2)y′=(x2)′sin x+x2(sin x)′=2xsin x+x2cos x. (3)y′=(3xex)′-(2x)′+e′=(3x)′e
8、x+3x(ex)′-(2x)′ =3xexln 3+3xex-2xln 2=(ln 3+1)·(3e)x-2xln 2. (4)令u=2x-5,y=ln u, 則y′=(ln u)′u′=·2=. [提醒] 求導(dǎo)之前,應(yīng)利用代數(shù)、三角恒等式等變形對函數(shù)進(jìn)行化簡,然后求導(dǎo),這樣可以減少運(yùn)算量,提高運(yùn)算速度,減少差錯;遇到函數(shù)的商的形式時,如能化簡則化簡,這樣可避免使用商的求導(dǎo)法則,減少運(yùn)算量. 1.已知f(x)=x(2 017+ln x),若f′(x0)=2 018,則x0=( ) A.e2 B.1 C.ln 2 D.e 解析:選B.因?yàn)閒(x)=x(2
9、 017+ln x), 所以f′(x)=2 017+ln x+1=2 018+ln x, 又f′(x0)=2 018, 所以2 018+ln x0=2 018, 所以x0=1. 2.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù): (1)y=xnex;(2)y=; (3)y=exln x;(4)y=(1+sin x)2. 解:(1)y′=nxn-1ex+xnex=xn-1ex(n+x). (2)y′==-. (3)y′=exln x+ex·=ex. (4)y′=2(1+sin x)·(1+sin x)′ =2(1+sin x)·cos x. 導(dǎo)數(shù)的幾何意義(高頻考點(diǎn)) 導(dǎo)數(shù)的幾何
10、意義是每年高考的必考內(nèi)容,考查題型既有選擇題也有填空題,也常出現(xiàn)在解答題的第(1)問中,屬中低檔題.主要命題角度有: (1)求切線方程; (2)已知切線方程(或斜率)求切點(diǎn)坐標(biāo); (3)已知切線方程(或斜率)求參數(shù)值. 角度一 求切線方程 (1)曲線y=x2+在點(diǎn)(1,2)處的切線方程為____________________. (2)已知函數(shù)f(x)=xln x,若直線l過點(diǎn)(0,-1),并且與曲線y=f(x)相切,則直線l的方程為________. 【解析】 (1)因?yàn)閥′=2x-,所以在點(diǎn)(1,2)處的切線方程的斜率為y′|x=1=2×1-=1, 所以切線方程為y-2=
11、x-1,即y=x+1. (2)因?yàn)辄c(diǎn)(0,-1)不在曲線f(x)=xln x上, 所以設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0). 又因?yàn)閒′(x)=1+ln x, 所以 解得x0=1,y0=0. 所以切點(diǎn)為(1,0),所以f′(1)=1+ln 1=1. 所以直線l的方程為y=x-1. 【答案】 (1)y=x+1 (2)y=x-1 角度二 已知切線方程(或斜率)求切點(diǎn)坐標(biāo) 若曲線y=e-x上點(diǎn)P處的切線平行于直線2x+y+1=0,則點(diǎn)P的坐標(biāo)是________. 【解析】 設(shè)P(x0,y0),因?yàn)閥=e-x, 所以y′=-e-x, 所以點(diǎn)P處的切線斜率為k=-e-x0=-2, 所以-
12、x0=ln 2,所以x0=-ln 2, 所以y0=eln 2=2, 所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-ln 2,2). 【答案】 (-ln 2,2) 角度三 已知切線方程(或斜率)求參數(shù)值 (1)(2020·寧波調(diào)研)直線y=kx+1與曲線y=x3+ax+b相切于點(diǎn)A(1,3),則2a+b的值等于( ) A.2 B.-1 C.1 D.-2 (2)(2020·紹興調(diào)研)若直線y=ax是曲線y=2ln x+1的一條切線,則實(shí)數(shù)a=________. 【解析】 (1)依題意知,y′=3x2+a,則 由此解得所以2a+b=1,選C. (2)依題意,設(shè)直線y=ax與曲線y=2ln x
13、+1的切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x0,則有y′|x=x0=, 于是有, 解得x0=,a==2e-. 【答案】 (1)C (2)2e- (1)求曲線切線方程的步驟 ①求出函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x=x0處的導(dǎo)數(shù),即曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,f(x0))處切線的斜率; ②由點(diǎn)斜式方程求得切線方程為y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0). (2)求曲線的切線方程需注意兩點(diǎn) ①當(dāng)曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,f(x0))處的切線垂直于x軸(此時導(dǎo)數(shù)不存在)時,切線方程為x=x0; ②當(dāng)切點(diǎn)坐標(biāo)不知道時,應(yīng)首先設(shè)出切點(diǎn)坐標(biāo),再求解. 1.(2020·杭州七校聯(lián)考)曲線y=ex在
14、點(diǎn)(4,e2)處的切線與坐標(biāo)軸所圍三角形的面積為( ) A.e2 B.4e2 C.2e2 D.e2 解析:選D.因?yàn)閥′=ex,所以k=e×4=e2,所以切線方程為y-e2=e2(x-4),令x=0,得y=-e2,令y=0,得x=2,所以所求面積為S=×2×|-e2|=e2. 2.已知函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex(其中e是自然對數(shù)的底數(shù),a∈R),若f(x)在(0,f(0))處的切線與直線x+y-1=0垂直,則a=________. 解析:f′(x)=(x2+ax-1)′ex+(x2+ax-1)(ex)′=(2x+a)ex+(x2+ax-1)ex=
15、[x2+(a+2)x+(a-1)]ex,故f′(0)=[02+(a+2)×0+(a-1)]e0=a-1. 因?yàn)閒(x)在(0,f(0))處的切線與直線x+y-1=0垂直,故f′(0)=1,即a-1=1,解得a=2. 答案:2 3.(2020·臺州高三月考)已知曲線f(x)=xn+1(n∈N*)與直線x=1交于點(diǎn)P,設(shè)曲線y=f(x)在點(diǎn)P處的切線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xn,則log2 018x1+log2 018x2+…+log2 018x2 017的值為________. 解析:f′(x)=(n+1)xn,k=f′(1)=n+1,點(diǎn)P(1,1)處的切線方程為y-1=(n+1)(x-1)
16、,令y=0,得x=1-=,即xn=. 所以x1·x2·…·x2 017=×××…××=. 則log2 018x1+log2 018x2+…+log2 018x2 017 =log2 018(x1·x2·…·x2 017)=log2 018=-1. 答案:-1 兩條曲線的公切線 若直線y=kx+b是曲線y=ln x+2的切線,也是曲線y=ln(x+1)的切線,則b=________. 【解析】 設(shè)y=kx+b與y=ln x+2和y=ln(x+1)的切點(diǎn)分別為(x1,ln x1+2)和(x2,ln(x2+1)). 則切線分別為y-ln x1-2=(x-x1),y-
17、ln(x2+1)=(x-x2),化簡得y=x+ln x1+1,y=x-+ln(x2+1), 依題意 解得x1=,從而b=ln x1+1=1-ln 2. 【答案】 1-ln 2 求兩條曲線的公切線的方法 (1)利用其中一曲線在某點(diǎn)處的切線與另一條曲線相切,列出關(guān)系式求解. (2)利用公切線得出關(guān)系式. 設(shè)公切線l在y=f(x)上的切點(diǎn)P1(x1,y1),在y=g(x)上的切點(diǎn)P2(x2,y2),則f′(x1)=g′(x2)=. 1.已知函數(shù)f(x)=x2-4x+4,g(x)=x-1,則f(x)和g(x)的公切線的條數(shù)為( ) A.三條 B.二條 C.一條
18、 D.0條 解析:選A.設(shè)公切線與f(x)和g(x)分別相切于點(diǎn)(m,f(m)),(n,g(n)),f′(x)=2x-4,g′(x)=-x-2,g′(n)=f′(m)=,解得m=-+2,代入化簡得8n3-8n2+1=0,構(gòu)造函數(shù)f(x)=8x3-8x2+1,f′(x)=8x(3x-2),原函數(shù)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,極大值f(0)>0,極小值f<0,故函數(shù)和x軸有3個交點(diǎn),方程8n3-8n2+1=0有三個解,故切線有3條.故選A. 2.曲線f(x)=ex在x=0處的切線與曲線g(x)=ax2-a(a≠0)相切,則過切點(diǎn)且與該切線垂直的直線方程為________
19、__. 解析:曲線f(x)在x=0處的切線方程為y=x+1. 設(shè)其與曲線g(x)=ax2-a相切于點(diǎn)(x0,ax-a). 則g′(x0)=2ax0=1,且ax-a=x0+1. 解得x0=-1,a=-,切點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,0). 所以過切點(diǎn)且與該切線垂直的直線方程為 y=-1·(x+1),即x+y+1=0. 答案:x+y+1=0 [基礎(chǔ)題組練] 1.函數(shù)y=x2cos x在x=1處的導(dǎo)數(shù)是( ) A.0 B.2cos 1-sin 1 C.cos 1-sin 1 D.1 解析:選B.因?yàn)閥′=(x2cos x)′=(x2)′cos x+x2
20、·(cos x)′=2xcos x-x2sin x,所以y′|x=1=2cos 1-sin 1. 2.(2020·衢州高三月考)已知t為實(shí)數(shù),f(x)=(x2-4)(x-t)且f′(-1)=0,則t等于( ) A.0 B.-1 C. D.2 解析:選C.依題意得,f′(x)=2x(x-t)+(x2-4)=3x2-2tx-4,所以f′(-1)=3+2t-4=0,即t=. 3.(2020·溫州模擬)已知函數(shù)f(x)=x2+2x的圖象在點(diǎn)A(x1,f(x1))與點(diǎn)B(x2,f(x2))(x1<x2<0)處的切線互相垂直,則x2-x1的最小值為( ) A. B.1 C.
21、 D.2 解析:選B.因?yàn)閤1<x2<0,f(x)=x2+2x, 所以f′(x)=2x+2, 所以函數(shù)f(x)在點(diǎn)A,B處的切線的斜率分別為f′(x1),f′(x2), 因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的圖象在點(diǎn)A,B處的切線互相垂直, 所以f′(x1)f′(x2)=-1. 所以(2x1+2)(2x2+2)=-1, 所以2x1+2<0,2x2+2>0, 所以x2-x1=[-(2x1+2)+(2x2+2)]≥=1,當(dāng)且僅當(dāng)-(2x1+2)=2x2+2=1, 即x1=-,x2=-時等號成立. 所以x2-x1的最小值為1.故選B. 4.已知f(x)=ax4+bcos x+7x-2.若f′(2
22、 018)=6,則f′(-2 018)=( ) A.-6 B.-8 C.6 D.8 解析:選D.因?yàn)閒′(x)=4ax3-bsin x+7. 所以f′(-x)=4a(-x)3-bsin(-x)+7 =-4ax3+bsin x+7. 所以f′(x)+f′(-x)=14. 又f′(2 018)=6, 所以f′(-2 018)=14-6=8,故選D. 5.如圖,y=f(x)是可導(dǎo)函數(shù),直線l:y=kx+2是曲線y=f(x)在x=3處的切線,令g(x)=xf(x),其中g(shù)′(x)是g(x)的導(dǎo)函數(shù),則g′(3)=( ) A.-1 B.0 C.2 D.4 解析
23、:選B.由題圖可得曲線y=f(x)在x=3處切線的斜率等于-,即f′(3)=-.又因?yàn)間(x)=xf(x),所以g′(x)=f(x)+xf′(x),g′(3)=f(3)+3f′(3),由題圖可知f(3)=1,所以g′(3)=1+3×=0. 6.若點(diǎn)P是曲線y=x2-ln x上任意一點(diǎn),則點(diǎn)P到直線y=x-2距離的最小值為( ) A.1 B. C. D. 解析:選B.因?yàn)槎x域?yàn)?0,+∞),令y′=2x-=1,解得x=1,則在P(1,1)處的切線方程為x-y=0,所以兩平行線間的距離為d==. 7.已知f(x)=,g(x)=(1+sin x)2,若F(x)=f(x)+g(x
24、),則F(x)的導(dǎo)函數(shù)為________. 解析:因?yàn)閒′(x)= ==, g′(x)=2(1+sin x)(1+sin x)′=2cos x+sin 2x, 所以F′(x)=f′(x)+g′(x)=+2cos x+sin 2x. 答案:+2cos x+sin 2x 8.(2020·紹興市柯橋區(qū)高三模擬)已知曲線y=x2-3ln x的一條切線的斜率為-,則切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為________. 解析:設(shè)切點(diǎn)為(m,n)(m>0),y=x2-3ln x的導(dǎo)數(shù)為y′=x-,可得切線的斜率為m-=-,解方程可得,m=2. 答案:2 9.(2020·金華十校高考模擬)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?/p>
25、R,f(-2)=2 018,若對任意的x∈R,都有f′(x)<2x成立,則不等式f(x)<x2+2 014的解集為________. 解析:構(gòu)造函數(shù)g(x)=f(x)-x2-2 014,則g′(x)=f′(x)-2x<0,所以函數(shù)g(x)在定義域上為減函數(shù),且g(-2)=f(-2)-22-2 014=2 018-4-2 014=0,由f(x)<x2+2 014有f(x)-x2-2 014<0,即g(x)<0=g(-2),所以x>-2,不等式f(x)<x2+2 014的解集為(-2,+∞). 答案:(-2,+∞) 10.如圖,已知y=f(x)是可導(dǎo)函數(shù),直線l是曲線y=f(x)在x=4處的
26、切線,令g(x)=,則g′(4)=________. 解析:g′(x)=′=. 由題圖可知,直線l經(jīng)過點(diǎn)P(0,3)和Q(4,5), 故k1==. 由導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得f′(4)=, 因?yàn)镼(4,5)在曲線y=f(x)上,故f(4)=5. 故g′(4)===-. 答案:- 11.已知函數(shù)f(x)=x3+x-16. (1)求曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,-6)處的切線的方程; (2)如果曲線y=f(x)的某一切線與直線y=-x+3垂直,求切點(diǎn)坐標(biāo)與切線的方程. 解:(1)可判定點(diǎn)(2,-6)在曲線y=f(x)上. 因?yàn)閒′(x)=(x3+x-16)′=3x2+1. 所以
27、f(x)在點(diǎn)(2,-6)處的切線的斜率為k=f′(2)=13. 所以切線的方程為y=13(x-2)+(-6), 即y=13x-32. (2)因?yàn)榍芯€與直線y=-x+3垂直, 所以切線的斜率k=4. 設(shè)切點(diǎn)的坐標(biāo)為(x0,y0), 則f′(x0)=3x+1=4,所以x0=±1. 所以或 即切點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-14)或(-1,-18), 切線方程為y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18. 即y=4x-18或y=4x-14. 12.已知函數(shù)f(x)=ax+(x≠0)在x=2處的切線方程為3x-4y+4=0. (1)求a,b的值; (2)求證:曲線上任一點(diǎn)P處的切線l與
28、直線l1:y=x,直線l2:x=0圍成的三角形的面積為定值. 解:(1)由f(x)=ax+,得f′(x)=a-(x≠0). 由題意得 即解得a=1,b=1. (2)證明:由(1)知f(x)=x+, 設(shè)曲線的切點(diǎn)為P,f′(x0)=1-, 曲線在P處的切線方程為 y-=(x-x0). 即y=x+.當(dāng)x=0時,y=. 即切線l與l2:x=0的交點(diǎn)坐標(biāo)為A. 由得 即l與l1:y=x的交點(diǎn)坐標(biāo)為B(2x0,2x0). 又l1與l2的交點(diǎn)為O(0,0),則所求的三角形的面積為S=·|2x0|·=2. 即切線l與l1,l2圍成的三角形的面積為定值. [綜合題組練] 1.若曲
29、線y=f(x)=ln x+ax2(a為常數(shù))不存在斜率為負(fù)數(shù)的切線,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( ) A. B.[-,+∞) C.(0,+∞) D.[0,+∞) 解析:選D.f′(x)=+2ax=(x>0),根據(jù)題意有f′(x)≥0(x>0)恒成立,所以2ax2+1≥0(x>0)恒成立,即2a≥-(x>0)恒成立,所以a≥0,故實(shí)數(shù)a的取值范圍為[0,+∞).故選D. 2.(2020·金華十校聯(lián)考)已知函數(shù)y=x2的圖象在點(diǎn)(x0,x)處的切線為l,若l也與函數(shù)y=ln x,x∈(0,1)的圖象相切,則x0必滿足( ) A.0<x0< B.<x0<1 C.<x0< D
30、.<x0< 解析:選D.令f(x)=x2,f′(x)=2x,f(x0)=x,所以直線l的方程為y=2x0(x-x0)+x=2x0x-x,因?yàn)閘也與函數(shù)y=ln x(x∈(0,1))的圖象相切,令切點(diǎn)坐標(biāo)為(x1,ln x1),y′=,所以l的方程為y=x+ln x1-1,這樣有所以1+ln(2x0)=x,x0∈(1,+∞),令g(x)=x2-ln(2x)-1,x∈(1,+∞),所以該函數(shù)的零點(diǎn)就是x0,又因?yàn)間′(x)=2x-=,所以g(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,又g(1)=-ln 2<0,g()=1-ln 2<0,g()=2-ln 2>0,從而<x0<,選D. 3.(2020·寧波四
31、中高三月考)給出定義:若函數(shù)f(x)在D上可導(dǎo),即f′(x)存在,且導(dǎo)函數(shù)f′(x)在D上也可導(dǎo),則稱f(x)在D上存在二階導(dǎo)函數(shù),記f″ (x)=(f′(x))′.若f″(x)<0在D上恒成立,則稱f(x)在D上為凸函數(shù).以下四個函數(shù)在上是凸函數(shù)的是________(把你認(rèn)為正確的序號都填上). ①f(x)=sin x+cos x; ②f(x)=ln x-2x; ③f(x)=-x3+2x-1; ④f(x)=xex. 解析:①中,f′(x)=cos x-sin x,f″(x)=-sin x-cos x=-sin<0在區(qū)間上恒成立;②中,f′(x)=-2(x>0),f″(x)=-<0在區(qū)間
32、上恒成立;③中,f′(x)=-3x2+2,f″(x)=-6x在區(qū)間上恒小于0.④中,f′(x)=ex+xex,f″(x)=2ex+xex=ex(x+2)>0在區(qū)間上恒成立,故④中函數(shù)不是凸函數(shù).故①②③為凸函數(shù). 答案:①②③ 4.(2020·浙江省十校聯(lián)合體期末檢測)已知函數(shù)f(x)=aex+x2,g(x)=cos (πx)+bx,直線l與曲線y=f(x)切于點(diǎn)(0,f(0)),且與曲線y=g(x)切于點(diǎn)(1,g(1)),則a+b=________,直線l的方程為________. 解析:f′(x)=aex+2x,g′(x)=-πsin (πx)+b, f(0)=a,g(1)=cos
33、 π+b=b-1, f′(0)=a,g′(1)=b, 由題意可得f′(0)=g′(1),則a=b, 又f′(0)==a, 即a=b=-1,則a+b=-2; 所以直線l的方程為x+y+1=0. 答案:-2 x+y+1=0 5.設(shè)有拋物線C:y=-x2+x-4,過原點(diǎn)O作C的切線y=kx,使切點(diǎn)P在第一象限. (1)求k的值; (2)過點(diǎn)P作切線的垂線,求它與拋物線的另一個交點(diǎn)Q的坐標(biāo). 解:(1)由題意得,y′=-2x+.設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),則y1=kx1,① y1=-x+x1-4,② -2x1+=k,③ 聯(lián)立①②③得,x1=2,x2=-2(舍去).所以k=.
34、 (2)過P點(diǎn)作切線的垂線,其方程為y=-2x+5.④ 將④代入拋物線方程得,x2-x+9=0. 設(shè)Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(x2,y2),則2x2=9, 所以x2=,y2=-4. 所以Q點(diǎn)的坐標(biāo)為. 6.(2020·紹興一中月考)已知函數(shù)f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12和直線m:y=kx+9,且f′(-1)=0. (1)求a的值; (2)是否存在k,使直線m既是曲線y=f(x)的切線,又是曲線y=g(x)的切線?如果存在,求出k的值;如果不存在,請說明理由. 解:(1)由已知得f′(x)=3ax2+6x-6a, 因?yàn)閒′(-1)=0, 所以3a-
35、6-6a=0,所以a=-2. (2)存在.由已知得,直線m恒過定點(diǎn)(0,9),若直線m是曲線y=g(x)的切線,則設(shè)切點(diǎn)為(x0,3x+6x0+12). 因?yàn)間′(x0)=6x0+6, 所以切線方程為y-(3x+6x0+12)=(6x0+6)(x-x0), 將(0,9)代入切線方程,解得x0=±1. 當(dāng)x0=-1時,切線方程為y=9; 當(dāng)x0=1時,切線方程為y=12x+9. 由(1)知f(x)=-2x3+3x2+12x-11, ①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0, 解得x=-1或x=2. 在x=-1處,y=f(x)的切線方程為y=-18; 在x=2處,y=f(x)的切線方程為y=9, 所以y=f(x)與y=g(x)的公切線是y=9. ②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12, 解得x=0或x=1. 在x=0處,y=f(x)的切線方程為y=12x-11; 在x=1處,y=f(x)的切線方程為y=12x-10, 所以y=f(x)與y=g(x)的公切線不是y=12x+9. 綜上所述,y=f(x)與y=g(x)的公切線是y=9,此時k=0. 17
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