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1、精編北師大版數(shù)學資料
【成才之路】2015-2016學年高中數(shù)學 第二章 變化率與導數(shù)綜合測試 北師大版選修2-2
時間120分鐘,滿分150分.
一、選擇題(本大題共10個小題,每小題5分,共50分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.曲線y=ex在點A(0,1)處的切線斜率為( )
A.1 B. 2
C.e D.
[答案] A
[解析] 根據(jù)導數(shù)的幾何意義可得,k=y(tǒng)′|x=0=e0=1.
2.已知使函數(shù)y=x3+ax2-a的導數(shù)為0的x值也使y值為0,則常數(shù)a的值為( )
A.0 B.±3
C.0
2、或±3 D.非以上答案
[答案] C
[解析] 求出使y′=0的值的集合,再逐一檢驗.y′=3x2+2ax.令y′=0,得x=0或x=-A.
由題設x=0時,y=0,故-a=0,則a=0.且知當x=2,a=-3或x=-2,a=3時,也成立.故選C.
3.設f(x)為可導函數(shù),且滿足條件 =-1,則曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線的斜率為( )
A.-1 B.-2
C.1 D.2
[答案] B
[解析] 因為f(x)為可導函數(shù),且 =-1,所以 =-1,所以=-2,即f′(1)=-2,所以y=f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為-2.
4.運
3、動方程為s=+2t2,則t=2的速度為( )
A.4 B.8
C.10 D.12
[答案] B
[解析] 本題考查導數(shù)的物理意義,求導過程應注意對求導公式和求導法則的靈活應用.
∵s=+2t2=-+2t2=t-2-t-1+2t2,
∴s′=-2t-3+t-2+4t.
∴v=-2×++4×2=8,故選B.
5.函數(shù)y=f(x)的圖象過原點且它的導函數(shù)y=f′(x)的圖像是如圖所示的一條直線,則y=f(x)的圖像的頂點在( )
A.第Ⅰ象限
B.第Ⅱ象限
C.第Ⅲ象限
D.第Ⅳ象限
[答案] A
[解析] 顯然y=f(x)為二次函數(shù),設為f(
4、x)=ax2+bx+c(a≠0),則y=f′(x)=2ax+b.由圖像知a<0,b>0.又由已知函數(shù)的圖像過原點,∴c=0,頂點為(,),因而y=f(x)的頂點在第Ⅰ象限.
6.若函數(shù)y=在x=x0處的導數(shù)值與函數(shù)值互為相反數(shù),則x0的值( )
A.等于0 B.等于1
C.等于 D.不存在
[答案] C
[解析] y′==,
當x=x0時,y′=,y=.由題意,知y′+y=0,即ex0(x0-1)+ex0·x0=0,
所以x0=.
7.(2014·鄒城一中月考,9)已知函數(shù)f(x)在R上滿足f(x)=2f(2-x)-x2+8x-8,則曲線y
5、=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程是( )
A.y=2x-1 B.y=x
C.y=3x-2 D.y=-2x+3
[答案] A
[解析] ∵f(x)=2f(2-x)-x2+8x-8, ①
∴f(2-x)=2f(x)-(2-x)2+8(2-x)-8
=2f(x)-x2-4x+4. ②
將②代入①,得
f(x)=4f(x)-2x2-8x+8-x2+8x-8.
∴f(x)=x2,y′=2x.
∴y=f(x)在(1,f(1))處的切線斜率為
y′|x=1=2.
∴函數(shù)y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程為y-1=2(x-1),即y=2x-1.
8.設函數(shù)
6、f(x)=x3+x2+tanθ,其中θ∈,則導數(shù)f′(1)的取值范圍是( )
A.[-2,2] B.[,]
C.[,2] D.[,2]
[答案] D
[解析] ∵f′(x)=x2sinθ+xcosθ,
∴f′(1)=sinθ+cosθ=2sin(θ+),
∵θ∈[0,],∴sin(θ+)∈[,1],
∴f′(1)∈[,2].故選D.
9.若曲線xy=a(a≠0),則過曲線上任意一點的切線與兩坐標軸所圍成的三角形的面積是( )
A.2a2 B.a2
C.2|a| D.|a|
[答案] C
[解析] 設切點的坐標為(x0,y0),曲線的方程即為y=,y′=-,故
7、切線斜率為-,切線方程為y-=-(x-x0).令y=0得x=2x0,即切線與x軸的交點坐標為(2x0,0);令x=0得y=,即切線與y軸的交點坐標為.故切線與兩坐標軸所圍成的三角形的面積為×|2x0|×=2|a|.
10.若存在過點(1,0)的直線與曲線y=x3和y=ax2+x-9都相切,則a等于( )
A.-1或- B.-1或
C.-或- D.-或7
[答案] A
[解析] 考查導數(shù)的應用,求曲線的切線方程問題.
設過(1,0)的直線與y=x3相切于點(x0,x),
所以切線方程為y-x=3x(x-x0),
即y=3xx-2x,又(1,0)在切線上,
8、
則x0=0或x0=.
x0=0時,由y=0與y=ax2+x-9相切得
a=-
當x0=時,由y=x-與y=ax2+x-9相切得a=-1,所以選A.
二、填空題(本大題共5小題,每小題5分,共25分)
11.已知曲線y=x3+,則在點P(2,3)的切線方程是________.
[答案] 4x-y-4=0
[解析] y′=x2,當x=2時,y′=4.
∴切線的斜率為4.
∴切線的方程為y-3=4(x-2),
即4x-y-5=0.
12.球的半徑從1增加到3時,球的體積平均膨脹率為____________.
[答案]
[解析] ∵Δy=π×33-π×
9、;13=,
∴V′===.
13.設f(x)是偶函數(shù),若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線的斜率為1,則該曲線在點(-1,f(-1))處的切線的斜率為________.
[答案]?。?
[解析] 考查偶函數(shù)性質.
偶函數(shù)圖像關于y軸對稱,則曲線上關于y軸對稱的兩點的切線也關于y軸對稱,斜率互為相反數(shù).
∴斜率為-1.
14.已知0<x<,f(x)=x2,g(x)=,則f′(x)與g′(x)的大小關系是________.
[答案] f′(x)<g′(x)
[解析] 由題意,得f′(x)=2x,g′(x)=.
由0<x<,知0<f′
10、(x)<,g′(x)>1,
故f′(x)<g′(x).
15.函數(shù)y=cosx·cos2x·cos4x的導數(shù)為________.
[答案] y′=
[解析] ∵y=cosx·cos2x·cos4x=
=·,
∴y′=′=·=-.
三、解答題(本大題共6小題,共75分,前4題每題12分,20題13分,21題14分)
16.求下列函數(shù)的導數(shù):
(1)y=x(x2++);
(2)y=(+1)(-1);
[解析] (1)∵y=x(x2++)=x3+1+,
∴y′=3x2-.
(2)∵y=(+1)(-
11、1)=-x+x-,
∴y′=-x--x-=-·(1+).
17.設曲線C:y=x3-3x和直線x=a(a>0)的交點為P,過點P的曲線C的切線與x軸交于點Q(-a,0),求a的值.
[解析] 依題意,解得P(a,a3-3a),y′=3x2-3所以過點P的曲線C的切線方程為:y-(a3-3a)=(3a2-3)(x-a)
令y=0得切線與x軸的交點為(,0)
則有=-a解得a=±或a=0,
由已知a>0,∴a=.
18.已知曲線C1:y=x2與C2:y=-(x-2)2,直線l與C1、C2都相切.求直線l的方程.
[解析] 設l與C1相切于點P(x1,
12、x),與C2相切于點Q(x2,-(x2-2)2).
對于C1,y′=2x,則與C1相切于點P的切線方程為y-x=2x1(x-x1),即y=2x1x-x①.
對于C2,y′=-2(x-2),則與C2相切于點Q的切線方程為y+(x2-2)2=-2(x2-2)(x-x2),
即y=-2(x2-2)x+x-4②.
∵兩切線重合,∴,
解得或,∴直線l的方程為y=0或y=4x-4.
19.(1)求曲線y=f(x)=x3-2x在點(1,-1)處的切線方程;
(2)過曲線y=f(x)=x3-2x上的點(1,-1)的切線方程.
[分析] 要注意(1)(2)中的不同之處,在點(1,-1)處的切線
13、方程即(1,-1)為切點,而過點(1,-1)的切線方程中切點需設出后,再利用導數(shù)的幾何意義(可利用斜率相等),求出切點坐標后再求切線方程.
[解析] (1)由題意f′(x)=3x2-2,f′(1)=1,
∴點(1,-1)處的切線的斜率k=1,其方程為
y+1=x-1,即x-y-2=0.
(2)設切點為(x0,y0),則y0=x-2x0,
則切點處的導數(shù)值f′(x0)=3x-2;
若點(1,-1)為切點,由(1)知切線方程為x-y-2=0;若點(1,-1)不為切點,則
3x-2=(x0≠1),
即3x-2=,
∴3x-2x0-3x+1=x-2x0.
∴2x-3x+1=0,
14、即(x0-1)(2x-x0-1)=0.
∴x0=1或x0=-,其中x0=1舍去.
則切點坐標為(-,),
∴斜率為f′(-)=3×(-)2-2=-.
∴切線方程為5x+4y-1=0.
∴過點(1,-1)的切線方程為x-y-2=0或5x+4y-1=0.
[點評] 利用導數(shù)求切線方程時要注意:求在點P(x0,y0)處的切線方程,與經(jīng)過點P(x0,y0)的切線方程求法不同,后者需要先把切點設出來.
20.設f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當x≥0時,f(x)=2x2.
(1)求x<0時,f(x)的表達式;
(2)令g(x)=lnx,問是否存在x0,使得f(x),
15、g(x)在x=x0處的切線互相平行?若存在,請求出x0的值;若不存在,請說明理由.
[解析] (1)當x<0時,-x>0,f(x)=-f(-x)=-2(-x)2=-2x2.
(2)若f(x),g(x)在x0處的切線互相平行,
則f′(x0)=g′(x0),且x0>0,
故f′(x0)=4x0=g′(x0)=,
解得x0=±.
∵x0>0,∴x0=.
21.已知函數(shù)f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R),若x∈[0,1],f(x)圖像上任意一點處切線的斜率為k,當|k|≤1時,求a的范圍.
[解析] ∵f′(x)=-3x2+2ax,
∴k=f′(x)=-3x2+2ax.
由|k|≤1知|-3x2+2ax|≤1(0≤x≤1),
即|-3(x-)2+|≤1在x∈[0,1]上恒成立.
又f′(0)=0,
①當<0,即a<0時,-3+2a≥-1,即a≥1.故無解;
②當0≤≤1,即0≤a≤3時,
得1≤a≤;
③當>1,即a>3時,-3+2a≤1得a≤2,此時無解.
綜上知1≤a≤,
∴a的范圍為[1,].