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进阶2:基本初等函数的导数公式必考点专练(原卷版)
错误率:___________易错题号:___________
一、单选题
1.设,已知的图像上有且只有三个点到直线的距离为,则( )
A.1 B. C. D.
2.f0(x)=sin x,f1( ( http: / / www.21cnjy.com )x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,则f2 017(x)=( )
A.sin x B.-sin x C.cos x D.-cos x
3.已知函数为的导函数,则
A.0 B.2014 C.2015 D.8
4.设函数的导函数,则数列的前n项和是( )
A. B. C. D.
5.若函数满足,则的值为( ).
A.1 B.2 C.0 D.
6.已知曲线在点处的切线与曲线在点处的切线相同,则( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
7.记分别为函数的导函数.若存在x0∈R,满足f(x0)=g(x0)且,则称x0为函数f(x)与g(x)的一个“真实点”,若函数与有且只有一个真实点",则实数a的值为( )21世纪教育网版权所有
A. B. C. D.
8.定义在区间上的函数,其图象是连续不断的,若,使得,则称为函数在区间以上的“中值点”.则下列函数:①;②;③;④中,在区间上至少有两个“中值点”的函数是( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
9.若函数的导函数为偶函数,则函数的解析式可能是( )
A. B.
C. D.
10.对于三次函数,给出定义:设是函数的导数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心设函数,则 21·cn·jy·com
A.2016 B.2017 C.2018 D.2019
二、填空题
11.则______.
12.定义在实数集上的可导函数满足:,,其中是的导数,写出满足上述条件的一个函数________.www.21-cn-jy.com
13.酒杯的形状为倒立的圆锥(如图),杯深,上口宽,水以的流量倒入杯中,当水深为时,水升高的瞬时变化率为___________.2·1·c·n·j·y
( http: / / www.21cnjy.com / )
14.已知,则______.
15.设函数f (x)在(0,+∞)内可导,且f (ex)=x+ex,则=__________.
17.已知直线与曲线相切,则的最大值为___________.
18.不与轴重合的直线与曲线与均相切,则的斜率为___________.
19.设函数,则=______
20.对于三次函数给出定义:设是函数的导数,是函数的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”,某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心。给定函数;,请你根据上面探究结果,计算__________.【来源:21·世纪·教育·网】
三、解答题
21.已知函数
求曲线在点处的切线方程
若函数,恰有2个零点,求实数a的取值范围
22.(1)对正整数n,设曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为an,求数列的前n项和;21教育网
(2)设函数y=f(x)满足以下条件:
①;②f(1)=2.
求函数y=f(x)的表达式.
23.已知点A(,﹣1),B(2,1),函数f(x)=log2x.
(1)过原点O作曲线y=f(x)的切线,求切线的方程;
(2)曲线y=f(x)(≤x≤2)上是否存在点P,使得过P的切线与直线AB平行?若存在,则求出点P的横坐标,若不存在,则请说明理由.21cnjy.com
24.记、分别为函数、的导函数.把同时满足和的叫做与的“Q点”.
(1)求与的“Q点”;
(2)若与存在“Q点”,求实数a的值.
25.已知函数.
(1)求;
(2)求曲线在点处的切线方程.
26.已知函数f(x)=x3.
(1)求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)求经过点A(1,f(1))的曲线f(x)的切线方程.
27.求下列函数的导函数.
(1);
(2);
(3);
(4).
28.讨论关于的方程的解的个数.
29.求下列函数的导数:
(1);
(2).
30.求曲线的与直线平行的切线方程.
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进阶2:基本初等函数的导数公式必考点专练(解析版)
错误率:___________易错题号:___________
一、单选题
1.设,已知的图像上有且只有三个点到直线的距离为,则( )
A.1 B. C. D.
【标准答案】B
【思路指引】
根据题设条件确定直线与的图像相交,求出平行于直线且与的图像相切的切线即可.
【详解详析】
依题意,直线与的图像相交,
设平行于直线的直线与的图像相切的切点为,
由求导得,,则有,解得,即,切线方程为,
由,解得或,
当时,直线在切线的左侧,与的图像无公共点,当时,直线与的图像相交,
所以.
故选:B
2.f0(x)=sin x,f1(x)=f′ ( http: / / www.21cnjy.com )0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,则f2 017(x)=( )
A.sin x B.-sin x C.cos x D.-cos x
【标准答案】C
【思路指引】
对函数求导,可以发现循环周期为4,从而得到.
【详解详析】
因为,
,,
,
所以循环周期为4,因此.
故选:C.
3.已知函数为的导函数,则
A.0 B.2014 C.2015 D.8
【标准答案】D
【思路指引】
先求出函数的导数,判定出导函数为偶函数;得到 ;进一步求出式子的值.
【详解详析】
因为,所以,
则为奇函数,且为偶函数,即,所以
;故选D.
【名师指路】
本题考查函数的导数基本运算以及奇偶性的应用,属于基础题.
4.设函数的导函数,则数列的前n项和是( )
A. B. C. D.
【标准答案】A
【思路指引】
由题意,根据导数,求解的值,得到数列,即可求解数列的和.
【详解详析】
由题意,函数,则,
又由,所以,即,所以,
所以,
所以的前n项和为,故选A.
【名师指路】
本题主要考查了导数的运算及数列的裂项求 ( http: / / www.21cnjy.com )和问题,其中解答中根据函数的导数,求解数列的通项公式,再由裂项法求解数列的和是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力.www.21-cn-jy.com
5.若函数满足,则的值为( ).
A.1 B.2 C.0 D.
【标准答案】C
【思路指引】
求导得到,取带入计算得到答案.
【详解详析】
,则,
则,故.
故选:C.
【名师指路】
本题考查了求导数值,意在考查学生的计算能力和应用能力.
6.已知曲线在点处的切线与曲线在点处的切线相同,则( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
【标准答案】B
【思路指引】
分别表示出两条切线方程,然后比较系数,再进行代换即可.
【详解详析】
已知曲线在点处的切线方程为,即,
曲线在点处的切线方程为,即,
由题意得,得,,则.又,所以,所以,所以.
故选:B.
【名师指路】
关键点点睛:本题需要表示出两条切线方程,然后比较系数,再进行代换,在代换过程中要尽量去消去指数和对数,朝目标化简.21cnjy.com
7.记分别为函数的导函数.若存在x0∈R,满足f(x0)=g(x0)且,则称x0为函数f(x)与g(x)的一个“真实点”,若函数与有且只有一个真实点",则实数a的值为( )2·1·c·n·j·y
A. B. C. D.
【标准答案】A
【思路指引】
与有且只有一个真实点",则f(x0)=g(x0)且的方程只有一个解,即,结合即可求解.
【详解详析】
由函数,,得,,
设x0为f(x)与g(x)的“真实点”,由f(x0)=g(x0)且,得,
即,得,
由于函数与有且只有一个“真实点”,
从而只有一解,故,解得b=0,此时,.
故选:A
【名师指路】
关键点点睛:本题的关键在于由与有且只有一个真实点",转化为方程有唯一解问题.
8.定义在区间上的函数,其图象是连续不断的,若,使得,则称为函数在区间以上的“中值点”.则下列函数:①;②;③;④中,在区间上至少有两个“中值点”的函数是( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
【标准答案】A
【思路指引】
由题意函数在区间上存在一点,使得函数在此处的切线的斜率等于,两点所在直线的斜率,判断各项是否符合要求即可.21·世纪*教育网
【详解详析】
①,而显然成立,故有无数个“中值点”,符合题设;
②,而,故有且只有一个“中值点”,不合题设;
③,而,故有且只有一个“中值点”,不合题设;
④,而,故有两个“中值点”,符合题设;
故选:A.
9.若函数的导函数为偶函数,则函数的解析式可能是( )
A. B.
C. D.
【标准答案】C
【思路指引】
依次计算函数的导函数,再判断奇偶性得到答案.
【详解详析】
,则,为奇函数,A排除;
,则,为非奇非偶函数,B排除;
,则,为偶函数,C满足;
,则,为非奇非偶函数,D排除.
故选:C.
10.对于三次函数,给出定义:设是函数的导数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心设函数,则 www-2-1-cnjy-com
A.2016 B.2017 C.2018 D.2019
【标准答案】C
【详解详析】
分析:对已知函数求两次导数可得图象关于点对称,即,利用倒序相加法即可得到结论.
详解:函数,
函数的导数,,
由得,
解得,而,
故函数关于点对称,
,
故设,
则,
两式相加得,则,故选C.
点睛:本题主要考查初等函 ( http: / / www.21cnjy.com )数的求导公式,正确理解“拐点”并利用“拐点”求出函数的对称中心是解决本题的关键,求和的过程中使用了倒序相加法,属于难题.21世纪教育网版权所有
二、填空题
11.则______.
【标准答案】
【思路指引】
求出函数导数,代入直接计算即可.
【详解详析】
,
又
,
解得,
故答案为:
【名师指路】
本题主要考查了函数的导数的运算法则,求导公式,属于中档题.
12.定义在实数集上的可导函数满足:,,其中是的导数,写出满足上述条件的一个函数________.21*cnjy*com
【标准答案】(答案不唯一)
【思路指引】
可取满足题意的,求出其原函数,令解出,从而得到符合题意的
【详解详析】
可令,满足
则
故
故
故答案为:(本题答案不唯一)
13.酒杯的形状为倒立的圆锥(如图),杯深,上口宽,水以的流量倒入杯中,当水深为时,水升高的瞬时变化率为___________.
( http: / / www.21cnjy.com / )
【标准答案】
【思路指引】
利用体积公式计算得到,再求出水深为,对应的时间为的大小,最后利用导数可求瞬时变化率.
【详解详析】
由题意,设时刻水面高为,水面圆半径为, 则可得
此时水的体积为
又由题设条件知,此时的水量为20t
故有 故有
当水深为,对应的时间为,则
所以当水深为3 cm时,水升高的瞬时变化率为
故答案为:
【名师指路】
关键点点睛:首先根据题意得出杯中水的高度h与时间t的函数关系是解题的关键,其次利用导数求在水深为3 cm时对应t的导数,属于中档题.21·cn·jy·com
14.已知,则______.
【标准答案】
【思路指引】
求出导函数,分别将代入原函数、导函数,得到关于的方程组,求得即可得答案.
【详解详析】
,解得,
故答案为: .
【名师指路】
本题主要考查导数的运算法则以及基本初等函数的求导公式,属于基础题,
15.设函数f (x)在(0,+∞)内可导,且f (ex)=x+ex,则=__________.
【标准答案】
【详解详析】
试题分析:令,,所以,,,所以答案应填:.
考点:导数的运算.
16.已知函数满足,则______.
【标准答案】2
【思路指引】
令,利用方程组思想求得函数的解析式,在求出函数的导函数,即可得出答案.
【详解详析】
解:将中的替换为,则有,消去,得,所以,故.
故答案为:2.
17.已知直线与曲线相切,则的最大值为___________.
【标准答案】1
【思路指引】
设出切点坐标,求出函数的导数,利用导数的几何意义结合已知条件建立关系求出a+b即可得解.
【详解详析】
设切点为,由求导得,
因直线与曲线相切,则,解得,则,
而切点在直线上,即,于是得,
因此,,当且仅当时取“=”,
所以当时,取最大值1.
故答案为:1
18.不与轴重合的直线与曲线与均相切,则的斜率为___________.
【标准答案】
【思路指引】
设直线与曲线相切的切点坐标为,根据导数的几何意义可得的斜率,从而求得l的方程,再根据不与轴重合的直线与曲线与均相切,联立,得,,求得,即可得出答案.21*cnjy*com
【详解详析】
解:设直线与曲线相切的切点坐标为,
,则,
则切线方程为,
因为不与轴重合的直线与曲线与均相切,
则,得,
,
得(舍去),或,
的斜率为.
故答案为:.
19.设函数,则=______
【标准答案】
【思路指引】
应用辅助角公式可得并求,对求导即可.
【详解详析】
由题设,,
∴
∴.
故答案为:
20.对于三次函数给出定义:设是函数的导数,是函数的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”,某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心。给定函数;,请你根据上面探究结果,计算__________.21教育名师原创作品
【标准答案】
【思路指引】
对已知函数两次求导数,由题意可得函数关于点,对称,即,从而即可得答案.
【详解详析】
解:由题意,,,
由,得,解得,而,
所以函数关于点,对称,
所以,
.
故答案为:.
三、解答题
21.已知函数
求曲线在点处的切线方程
若函数,恰有2个零点,求实数a的取值范围
【标准答案】(1) x+y-1=0.
(2) .
【思路指引】
(1)求得f(x)的导数,可得切线的斜率和切点,即可得到所求切线方程;
(2) 函数恰有2个零点转化为两个图象的交点个数问题,数形结合解题即可.
【详解详析】
(1)因为,所以.
所以
又
所以曲线在点处的切线方程为
即.(5分)
(2)由题意得,,
所以.
由,解得,
故当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增.
所以.
又,,
若函数恰有两个零点,
则解得.
所以实数的取值范围为.
【名师指路】
本题考查函数零点问题.函数零点问题有两种解决方法,一个是利用二分法求解,另一个是化原函数为两个函数,利用两个函数的交点来求解.【来源:21·世纪·教育·网】
22.(1)对正整数n,设曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为an,求数列的前n项和;【来源:21cnj*y.co*m】
(2)设函数y=f(x)满足以下条件:
①;②f(1)=2.
求函数y=f(x)的表达式.
【标准答案】(1);(2)
【思路指引】
(1)对求导得到其在处的切线方程即可求得,进而可得的通项公式,再利用求和公式求解.
(2)先由导函数设原函数,再带值求解.
【详解详析】
(1)由得.
.又切点为,
切线方程为,
令,得,.
则数列的通项公式为,
则其前项和为.
(2)由,则可设,(为常数)
由得,故.
【名师指路】
第一小题考查导数与数列相结合的问题,通 ( http: / / www.21cnjy.com )过求导进而求出曲线的切线方程式本题解题的关键;第二小题考查了求导运算的逆运算,对学生运用运算法则的能力要求比较高.2-1-c-n-j-y
23.已知点A(,﹣1),B(2,1),函数f(x)=log2x.
(1)过原点O作曲线y=f(x)的切线,求切线的方程;
(2)曲线y=f(x)(≤x≤2)上是否存在点P,使得过P的切线与直线AB平行?若存在,则求出点P的横坐标,若不存在,则请说明理由.【出处:21教育名师】
【标准答案】(1);(2)
【思路指引】
(1 )设切点为,求得的导数,可得切线的斜率,再由两点的斜率公式列方程求得,从而可得结果;(2)设,求得导数可得切线的斜率,由两点的斜率公式,以及两直线平行的条件:斜率相等,可得的横坐标.【版权所有:21教育】
【详解详析】
(1)设切点为,
函数导数为
由题意可得,
解得,
则切线方程为;
(2)的斜率为,
设,
假设存在点P,使得过P的切线与直线AB平行,
可得.可得
则曲线上存在点P,使得过P的切线与直线AB平行,
且P的横坐标为.
【名师指路】
本题主要考查导数的几何意义的应用,属于中档题. 应用导数的几何意义求切点处切线的斜率,主要体现在以下几个方面:(1) 已知切点求斜率,即求该点处的导数;(2) 己知斜率求切点即解方程;(3) 巳知切线过某点(不是切点) 求切点, 设出切点利用求解.
24.记、分别为函数、的导函数.把同时满足和的叫做与的“Q点”.
(1)求与的“Q点”;
(2)若与存在“Q点”,求实数a的值.
【标准答案】(1)2;(2).
【思路指引】
(1)对与进行求导,由和,结合新定义,即可求出与的“”点;
(2)对与分别求导,根据新定义列式,求出a的值.
【详解详析】
(1)因为,
设为函数与的一个“”点.
由且得,
解得.
所以函数与的“”点是2.
(2)因为,
设为函数与的一个“”点.
由且得,
由②得代入①得,所以.
所以.
【名师指路】
本题考查导数运算以及函数与方程问题,结合新定义,同时考查推理论证能力以及方程思想和数学运算素养.
25.已知函数.
(1)求;
(2)求曲线在点处的切线方程.
【标准答案】(1)(2)
【思路指引】
(1)根据求导公式及求导法则计算即可;
(2)求出函数在处的导数,得到切线的斜率,即可点斜式写出切线方程.
【详解详析】
(1)
.
(2),
又切线过点,
所以切线方程为,
即切线方程为.
【名师指路】
本题主要考查了求导公式及法则,导数的几何意义,求在曲线上一点的切线方程,属于中档题.
26.已知函数f(x)=x3.
(1)求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)求经过点A(1,f(1))的曲线f(x)的切线方程.
【标准答案】(1) ;(2) 或.
【思路指引】
(1)根据导数的几何意义直接求解即可;
(2)分别讨论点是否为切点,再结合导数的几何意义直接求解即可.
【详解详析】
(1)由,得,
故切线斜率,
又因,所以切线方程为,即.
(2)当为切点时,由(1)知,切线方程为;
当不为切点时,设切点,则切线斜率,
故切线方程为,
又因切线过点,所以,解得(舍)或,
因此切线方程为.
综上,过点的切线方程为或.
27.求下列函数的导函数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【标准答案】(1);(2);(3);(4).
【思路指引】
(1)(2)中先写成幂函数的形式,利用幂函数的求导法则,即可求解;(3)(4)先化简,利用导数的减法运算和基本初等函数求导法则,即可求解21教育网
【详解详析】
(1).
(2).
(3)∵,
∴.
(4)∵,
∴.
28.讨论关于的方程的解的个数.
【标准答案】答案见解析
【思路指引】
利用函数与方程之间的关系,作出函数与的图像,求出曲线的切线方程,利用数形结合思想求解即可.
【详解详析】
解:关于的方程的解的个数就是直线与曲线的交点的个数.
如图,设直线与曲线切于点,则.
( http: / / www.21cnjy.com / )
∵,∴,∴,
∴,.
结合图像,知当或时,方程有一个解;
当时,方程有两个解;
当时,方程无解.
29.求下列函数的导数:
(1);
(2).
【标准答案】
(1)
(2)
【思路指引】
(1)先化简,再求导;
(2)先化简,再结合的导数公式即可求解,
(1)
(1)因为,
所以,所以函数的导数是;
(2)
, ,
所以函数的导数是.
30.求曲线的与直线平行的切线方程.
【标准答案】
【思路指引】
求导数,利用曲线与直线平行,求出切点坐标,即可求解
【详解详析】
设切点为,
因为,
所以,
因为曲线的切线与直线平行,
所以,
解得,
又点在曲线上,则,
所以切点坐标为,
所以曲线的与直线平行的切线方程为:
,
即
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