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5.1 导数的概念及其意义
第1课时 变化率问题与导数的概念
1.已知函数y=2+,当x由1变到2时,函数的增量Δy=( )
A. B.-
C.1 D.-1
2.(2021·江苏连云港高二检测)函数f(x)=2x+1在(1,2)内的平均变化率为( )
A.3 B.2
C.1 D.0
3.已知函数f(x)=x2+1的图象上一点(1,2)及邻近一点(1+Δx,2+Δy),则=( )
A.2 B.2x
C.2+Δx D.2+(Δx)2
4.一质点的运动方程为s=5-3t2,若该质点在时间段[1,1+Δt]内相应的平均速度为-3Δt-6,则该质点在t=1时的瞬时速度是( )
A.-3 B.3
C.6 D.-6
5.已知f(x)=x2-3x,则f′(0)=( )
A.Δx-3 B.(Δx)2-3Δx
C.-3 D.0
6.在直角坐标系中,设O为原点,M为任意一点.定义:质点M的位置向量关于时间的函数叫做质量M的运动方程.已知质点M的运动方程=(t,-5t2),则质点M在t=1时刻的瞬时速度为____________.
7.若可导函数f(x)的图象过原点,且满足=-1,则f′(0)=________.
8.设f(x)=ax3+2,若f′(-1)=3,则a=________.
9.设函数f(x)在R上可导,且f′(1)=2 021,则 =____________.
10.利用导数的定义,求函数y=在x=1处的导数.
11.(多选)如图表示物体甲、乙在时间0到t1范围内,路程的变化情况,下列说法正确的是( )
A.在0到t0范围内,甲的平均速度大于乙的平均速度
B.在0到t0范围内,甲的平均速度等于乙的平均速度
C.在t0到t1范围内,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在t0到t1范围内,甲的平均速度小于乙的平均速度
12.设函数f(x)在x=2处的导数存在,则 =( )
A.-2f′(2) B.2f′(2)
C.-f′(2) D.f′(2)
13.(2021·海南中学高二期末)设函数f(x)=x2+ax,且 =1,则a=( )
A.- B.-
C.1 D.-1
14.将半径为R的球加热,若半径从R=1到R=m时球的体积膨胀率为,则m的值为________.
15.已知y=f(x)的图象如图所示,则f′(xA)与f′(xB)的大小关系是( )
A.f′(xA)>f′(xB) B.f′(xA)C.f′(xA)=f′(xB) D.不能确定
16.枪弹在枪筒中可以看作匀加速直线运动,如果它的加速度是a=5×105 m/s2,枪弹从枪口射出时所用的时间为1.6×10-3 s.求枪弹射出枪口时的瞬时速度.
参考答案与解析
1.解析:选B.Δy=-(2+1)=-.
2.解析:选B.f(1)=2×1+1=3,f(2)=2×2+1=5,所以平均变化率为==2.
3.解析:选C.===2+Δx.
4.解析:选D.由平均速度和瞬时速度的关系可知,质点在t=1时的瞬时速度为 (-3Δt-6)=-6.
5.解析:选C.f′(0)=
==(Δx-3)=-3.
6.解析:因为质点M的运动方程=(t,-5t2),即s(t)=-5t2,所以s′(1)= =-10,
所以当t=1时,瞬时速度为-10.
答案:-10
7.解析:因为f(x)的图象过原点,所以f(0)=0,
所以f′(0)= = =-1.
答案:-1
8.解析:因为f′(-1)=
=
=
=[a(Δx)2-3a·Δx+3a]=3a,
所以3a=3,解得a=1.
答案:1
9.解析:由导数定义可知,f′(1)= =2 021,
所以
=· =×2 021=1.
答案:1
10.解:因为Δy=-==,所以=,
所以y′|x=1= = =-2.
即函数y=在x=1处的导数为-2.
11.解析:选BC.在0到t0范围内,甲、乙的平均速度都为=,故A错误,B正确;在t0到t1范围内,甲的平均速度为,乙的平均速度为.因为s2-s0>s1-s0,t1-t0>0,所以>,故C正确,D错误.
12.解析:选C.因为函数f(x)在x=2处的导数存在,所以 =- =-f′(2).
13.解析:选D.由 =1可知,函数f(x)在x=1处的导数为1.
又
=
= (Δx+a+2)=a+2,所以a+2=1,所以a=-1.
14.解析:体积的增加量ΔV=m3-=(m3-1),
所以==,
所以m2+m+1=7,所以m=2或m=-3(舍).
答案:2
15.解析:选B.由导数的几何意义可知,f′(xA),f′(xB)分别是切线在点A、B处切线的斜率,由图象可知f′(xA)16.解:由已知得,枪弹的运动方程为s=at2.
因为Δs=a(t0+Δt)2-at=at0Δt+a(Δt)2,
所以=at0+aΔt.所以 =at0.
由题意知,a=5×105,t0=1.6×10-3,
所以at0=8×102=800.
即枪弹射出枪口时的瞬时速度为800 m/s.
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