5.2 导数的运算(同步练习.含解析)2025-2026学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册

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名称 5.2 导数的运算(同步练习.含解析)2025-2026学年高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2025-12-04 21:00:19

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5.2 导数的运算
一.选择题(共6小题)
1.已知函数f(x)=ex﹣ax+b(a,b∈R),g(x)=x2+x,若这两个函数的图象在公共点A(1,2)处有相同的切线,则a+b=(  )
A.e﹣4 B.e+2 C.e D.e2
2.已知函数f(x)的导函数为f′(x),若f(x)=2lnx﹣f′(1)x﹣2,则f(1)=(  )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
3.设曲线y在点(3,2)处的切线的斜率为(  )
A.2 B. C. D.﹣2
4.若函数f(x)满足f(x)=x3f′(2)x2﹣3x,则f′(2)的值为(  )
A.﹣1 B.2 C.3 D.4
5.已知曲线y=ex﹣1在点(1,1)处的切线与曲线只有一个公共点,则a=(  )
A.e2 B.2e C. D.1
6.曲线在点处的切线方程为(  )
A. B. C. D.
二.多选题(共3小题)
(多选)7.已知函数f(x)=x3+ax2+ax+1,则下列说法正确的是(  )
A.当a=3时,f(x)有两个零点
B.当a=﹣3时,曲线y=f(x)关于点(1,﹣4)对称
C.当a=0时,若过点(m,n)可以作曲线y=f(x)﹣x﹣1的三条切线,则|m+n|<|m3|
D.存在a使得方程f(x)=2x2有三个不等的实根x1,x2,x3(x1<x2<x3),且x1+x3=x2
(多选)8.已知函数f(x)=x2e2x,则(  )
A.y=xe﹣2xf(x)为奇函数
B.
C.当x>0时,
D.曲线y=f(﹣x)f(x)在点(﹣1,1)处的切线方程为y=4x+5
(多选)9.已知函数,则下列结论正确的是(  )
A. x0∈R,使得
B.函数f(x)的图象是一个中心对称图形
C.曲线y=f(x)有且只有一条斜率为的切线
D.存在实数a,b,使得函数f(x)的定义域[a,b],值域为
三.填空题(共4小题)
10.已知函数f(x)=x3,请写出一条过点(1,0)且与y=f(x)的图象相切的直线方程    .
11.若直线l为曲线f(x)=ex﹣1与g(x)=lnx+1的公切线,则直线l的方程可以为    .(写出符合条件的一个方程即可)
12.已知函数过原点O(0,0)作曲线y=f(x)的切线,其切线方程为     .
13.已知函数f(x)=x(ex+a)+2在点(0,f(0))处的切线与直线x﹣3y=0垂直,则a=     .
四.解答题(共2小题)
14.设.
(1)求函数y=f(x)的定义域;
(2)当a=1时,求函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
15.已知函数f(x)=1+x﹣x2,g(x)=ex.
(1)证明:直线y=x+1与曲线y=f(x),y=g(x)均相切;
(2)从下面①②两个函数中任选一个,记为h(x),使得h(x)有最大值,并求h(x)的最大值.
①f(x)+g(x);②f(x) g(x).
5.2 导数的运算
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.已知函数f(x)=ex﹣ax+b(a,b∈R),g(x)=x2+x,若这两个函数的图象在公共点A(1,2)处有相同的切线,则a+b=(  )
A.e﹣4 B.e+2 C.e D.e2
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】A
【分析】根据导数的几何意义,直线的点斜式方程,即可求解.
【解答】解:因为g(x)=x2+x,所以g′(x)=2x+1,
所以g′(1)=3,所以g(x)在A(1,2)处的切线方程为y﹣2=3(x﹣1),即为y=3x﹣1,
又f(x)=ex﹣ax+b,所以f′(x)=ex﹣a,
又y=3x﹣1也是f(x)在A(1,2)处的切线,
所以f′(1)=e﹣a=3,e﹣a+b=2,
解得a=e﹣3,b=﹣1,
所以a+b=e﹣4.
故选:A.
【点评】本题考查函数的公切线问题的求解,属基础题.
2.已知函数f(x)的导函数为f′(x),若f(x)=2lnx﹣f′(1)x﹣2,则f(1)=(  )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
【考点】基本初等函数的导数.
【专题】函数思想;综合法;导数的综合应用;运算求解.
【答案】A
【分析】把已知函数解析式求导,取x=1求得f′(1),进一步求解得答案.
【解答】解:由f(x)=2lnx﹣f′(1)x﹣2,
得f′(x)f′(1),
令x=1,可得f′(1)=2﹣f′(1),
则f′(1)=1,则f(x)=2lnx﹣x﹣2,
所以f(1)=2ln1﹣1﹣2=﹣3.
故选:A.
【点评】本题考查基本初等函数的导函数,是基础题.
3.设曲线y在点(3,2)处的切线的斜率为(  )
A.2 B. C. D.﹣2
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】计算题.
【答案】C
【分析】经过判断发现点(3,2)在曲线上,所以此点为切点,求出曲线方程的导函数,把切点的横坐标代入导函数中求出的函数值即为曲线方程的斜率.
【解答】解:显然(3,2)在曲线上,
由,求出y′,
把x=3代入得:y′|x=3,即曲线方程的斜率为.
故选:C.
【点评】此题考查学生会利用导数求曲线上过某点切线方程的斜率,是一道基础题.学生做题时注意判断已知点是否在曲线上,如果在的话此点即为切点.
4.若函数f(x)满足f(x)=x3f′(2)x2﹣3x,则f′(2)的值为(  )
A.﹣1 B.2 C.3 D.4
【考点】简单复合函数的导数.
【专题】转化思想;转化法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】C
【分析】求解导函数,再赋值x=2,解关于f′(2)的方程可得.
【解答】解:对f(x)求导可得,f′(x)=3x2﹣f′(2)x﹣3,
则f′(2)=12﹣2f′(2)﹣3,解得f′(2)=3.
故选:C.
【点评】本题主要考查导数的运算,属于基础题.
5.已知曲线y=ex﹣1在点(1,1)处的切线与曲线只有一个公共点,则a=(  )
A.e2 B.2e C. D.1
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】B
【分析】根据导数的几何意义,函数与方程思想,数形结合,即可求解.
【解答】解:因为y=ex﹣1的导数为y′=ex﹣1,
所以当x=1时,y′=1,
所以y=ex﹣1在点(1,1)处的切线方程为y﹣1=x﹣1,即为y=x,
所以y=x与曲线只有一个公共点,
所以仅有一根,
所以仅有一根,
所以y与y仅有一公共点,
设f(x),x>0,则f′(x),令f′(x)=0,可得x,
所以f′(x)的符号为:
所以f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减,
且f(1)=0,f(x)的极大值为f(),
所以作出f(x)的图象如下:
所以要使y与y仅有一公共点,又a>0,
则,所以a=2e.
故选:B.
【点评】本题考查函数的切线问题,导数的综合应用,属中档题.
6.曲线在点处的切线方程为(  )
A. B. C. D.
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】方程思想;数学模型法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】C
【分析】求出原函数的导函数,得到函数在x=1处的切线的斜率,再由直线方程的点斜式得答案.
【解答】解:由,得y′,
∴,
则曲线在点处的切线方程为y,
即.
故选:C.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,熟记基本初等函数的导函数是关键,是基础题.
二.多选题(共3小题)
(多选)7.已知函数f(x)=x3+ax2+ax+1,则下列说法正确的是(  )
A.当a=3时,f(x)有两个零点
B.当a=﹣3时,曲线y=f(x)关于点(1,﹣4)对称
C.当a=0时,若过点(m,n)可以作曲线y=f(x)﹣x﹣1的三条切线,则|m+n|<|m3|
D.存在a使得方程f(x)=2x2有三个不等的实根x1,x2,x3(x1<x2<x3),且x1+x3=x2
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;函数与方程的综合运用.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】BCD
【分析】求出零点判断A;利用中心对称的定义判断B;利用导数及几何意义列出方程,构造函数并由函数有3个零点,结合导数推理判断C;取a=0,求出方程并判断D.
【解答】解:对于A选项,因为f(x)=x3+ax2+ax+1,
所以当a=3时,f(x)=x3+3x2+3x+1=(x+1)3,
所以f(x)只有一个零点﹣1,所以A选项错误;
对于B选项,因为f(x)=x3+ax2+ax+1,
所以当a=﹣3时,f(x)=x3﹣3x2﹣3x+1=(x﹣1)3﹣6(x﹣1)﹣4,
所以f(1+x)+f(1﹣x)=x3﹣6x﹣4+(﹣x)3﹣6(﹣x)﹣4=﹣8,
所以y=f(x)关于点(1,﹣4)对称,所以B选项正确;
对于C选项,因为f(x)=x3+ax2+ax+1,
所以当a=0时,f(x)=x3+1,曲线为y=x3﹣x,设切点为(t,t3﹣t),
求导得y′=3x2﹣1,于是切线方程为y=(3t2﹣1)(x﹣t)+t3﹣t,由切线过点(m,n),
得n=(3t2﹣1)(m﹣t)+t3﹣t,
整理得2t3﹣3mt2+m+n=0,根据题意可得该方程有3个不等实根,
令g(t)=2t3﹣3mt2+m+n,则g(t)有3个零点,
又g′(t)=6t2﹣6mt=6t(t﹣m),
当m=0时,g′(t)≥0,函数g(t)只有1个零点,不符合题意;
当m>0时,由g′(t)>0,得t<0或t>m,由g′(t)<0,得0<t<m,
函数g(t)在(﹣∞,0),(m,+∞)上递增,在(0,m)上递减,由函数g(t)有3个零点,
得,则0<m+n<m3;
当m<0时,由g′(t)>0,得t<m或t>0,由g′(t)<0,得m<t<0,
函数g(t)在(﹣∞,m),(0,+∞)上递增,在(m,0)上递减,
所以要使g(t)有3个零点,
则,
所以m3<m+n<0,所以|m+n|<|m3|,所以C选项正确;
对于D选项,由方程f(x)=2x2,得x3+(a﹣2)x2+ax+1=0,取a=0,则x3﹣2x2+1=0,
整理得(x﹣1)(x2﹣x﹣1)=0,于是x1+x3=1=x2,所以D选项正确.
故选:BCD.
【点评】本题考查一元三次函数函数的性质,函数的切线问题,函数的零点问题,属中档题.
(多选)8.已知函数f(x)=x2e2x,则(  )
A.y=xe﹣2xf(x)为奇函数
B.
C.当x>0时,
D.曲线y=f(﹣x)f(x)在点(﹣1,1)处的切线方程为y=4x+5
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;奇函数偶函数的判断;含Δx表达式的极限计算与导数的关系.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】AC
【分析】化简函数,通过奇函数的定义求证判断A;求出f′(﹣2)判断B;化简,结合基本不等式判断C;化简函数,求导,利用点斜式求方程判断D.
【解答】解:对于A选项,设g(x)=xe﹣2xf(x)=xe﹣2x x2e2x=x3,
所以y=xe﹣2xf(x)为R上的奇函数,所以A选项正确;
对于B选项,因为f′(x)=2xe2x+2x2e2x=2x(x+1)e2x,
所以f′(﹣2)=4e﹣4,
所以,所以B选项错误;
对于C选项,当x>0时,,
当且仅当x=1时,等号成立,所以C选项正确;
对于D选项,设h(x)=f(﹣x)f(x)=x2e﹣2x x2e2x=x4,
则h′(x)=4x3,则h′(﹣1)=﹣4,
所以y=f(﹣x)f(x)在点(﹣1,1)处的切线方程为y﹣1=﹣4(x+1),即y=﹣4x﹣3,所以D选项错误.
故选:AC.
【点评】本题考查函数的切线问题的求解,属中档题.
(多选)9.已知函数,则下列结论正确的是(  )
A. x0∈R,使得
B.函数f(x)的图象是一个中心对称图形
C.曲线y=f(x)有且只有一条斜率为的切线
D.存在实数a,b,使得函数f(x)的定义域[a,b],值域为
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;奇偶函数图象的对称性.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】ABD
【分析】求解指数方程计算判断A,应用对称中心定义计算判断B,应用导数值域判断C,应用函数交点判断D.
【解答】解:因为,
当,所以,可得,且,
所以 x0∈R,使得,A选项正确;
因为,
所以函数f(x)的一个中心对称为,所以B选项正确;
因为,又,
所以f′(x),所以函数没有斜率为的切线,所以C选项错误;
令,可得,
而有两个交点,
所以存在实数a,b,满足题意,所以D选项正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查函数的性质的综合应用,属中档题.
三.填空题(共4小题)
10.已知函数f(x)=x3,请写出一条过点(1,0)且与y=f(x)的图象相切的直线方程y=0或(写出其中一条即可)  .
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】综合题;方程思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】y=0或(写出其中一条即可).
【分析】设切点,利用导数求出切线斜率,得出切线方程,代入所过点坐标即可得解.
【解答】解:设切点,因为f′(x)=3x2,
所以切线方程为,
即,
将点(1,0)代入上式,得,
解得x0=0或,
所以切线方程为y=0或.
故答案为:y=0或(写出其中一条即可).
【点评】本题考查导数的几何意义与切线方程的求法,属于中档题.
11.若直线l为曲线f(x)=ex﹣1与g(x)=lnx+1的公切线,则直线l的方程可以为y=x(或y=ex﹣1)  .(写出符合条件的一个方程即可)
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】方程思想;转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】y=x(或y=ex﹣1).
【分析】设切线l与两曲线分别切于(m,em﹣1,),(n,lnn+1,),从而根据题意可得切线斜率k=em,从而可求解.
【解答】解:因为f(x)=ex﹣1,g(x)=lnx+1,
所以f′(x)=ex,g′(x),
设切线l与两曲线分别切于(m,em﹣1,),(n,lnn+1,),
则根据题意可得切线斜率k=em,
解得或,
所以切线l与f(x)的切点为(0,0)或(1,e﹣1),
所以切线l的方程为y=x或y﹣(e﹣1)=e(x﹣1),
即为y=x或y=ex﹣1.
故答案为:y=x(或y=ex﹣1).
【点评】本题考查函数的公切线方程的求解,属中档题.
12.已知函数过原点O(0,0)作曲线y=f(x)的切线,其切线方程为 x﹣ey=0  .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】方程思想;分类法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】x﹣ey=0.
【分析】设出切点的坐标,结合导数的几何意义,分类讨论,即可求解.
【解答】解:当x≤0时,函数f(x)=ex,可得f′(x)=ex,
设切点为P(x0,y0),则,
∴切线方程为,
∵切线过原点O(0,0),∴,解得x0=1,不符合题意,舍去;
当x>0时,函数f(x)=lnx,可得,
设切点为P(x1,y1),则,
则切线方程为,
∵切点过原点O(0,0),∴lnx1=1,解得x1=e,
此时切线方程为,即x﹣ey=0.
故答案为:x﹣ey=0.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查分类讨论思想,考查运算求解能力,是中档题.
13.已知函数f(x)=x(ex+a)+2在点(0,f(0))处的切线与直线x﹣3y=0垂直,则a=  ﹣4  .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】方程思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】﹣4.
【分析】根据导数的几何意义,即可求解.
【解答】解:因为f(x)=x(ex+a)+2,
所以f′(x)=(ex+a)+xex,所以f′(0)=a+1,
所以根据题意可得(a+1)1,解得a=﹣4.
故答案为:﹣4.
【点评】本题考查导数的几何意义的应用,属基础题.
四.解答题(共2小题)
14.设.
(1)求函数y=f(x)的定义域;
(2)当a=1时,求函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;简单函数的定义域.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】(1)(0,+∞);
(2)y+2=0.
【分析】(1)根据对数函数的性质,即可求解;
(2)根据导数的几何意义,直线的点斜式方程,即可求解.
【解答】解:(1)根据题意可得f(x)的定义域为(0,+∞);
(2)当a=1时,f(x)=lnx﹣x﹣1,
所以,
所以f(1)=﹣2,f'(1)=0,
所以f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.
【点评】本题考查导数的几何意义的应用,函数的切线方程的求解,属基础题.
15.已知函数f(x)=1+x﹣x2,g(x)=ex.
(1)证明:直线y=x+1与曲线y=f(x),y=g(x)均相切;
(2)从下面①②两个函数中任选一个,记为h(x),使得h(x)有最大值,并求h(x)的最大值.
①f(x)+g(x);②f(x) g(x).
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】计算题;转化思想;综合法;导数的综合应用;运算求解.
【答案】(1)证明:函数f(x)=1+x﹣x2,g(x)=ex,
f′(x)=1﹣2x,由1﹣2x=1得x=0,且f(0)=1,
所以f(x)在(0,1)处的切线方程为y=x+1.
又g′(x)=ex,由ex=1得x=0,且g(0)=1,
所以g(x)在(0,1)处的切线方程为y=x+1.
所以直线y=x+1与曲线y=f(x),y=g(x)均相切;
(2)①无最大值;②最大值为e.
【分析】(1)根据导数的几何意义,证明直线y=x+1与曲线y=f(x),y=g(x)均相切.
(2)求导,分析函数的单调性,求函数的最值.
【解答】解:(1)证明:由题意函数f(x)=1+x﹣x2,g(x)=ex,
f′(x)=1﹣2x,由1﹣2x=1得x=0,且f(0)=1,
所以f(x)在(0,1)处的切线方程为y=x+1.
又g′(x)=ex,由ex=1得x=0,且g(0)=1,
所以g(x)在(0,1)处的切线方程为y=x+1.
所以直线y=x+1与曲线y=f(x),y=g(x)均相切;
(2)若选择条件①:
h(x)=1+x﹣x2+ex,注意到x→+∞时,h(x)→+∞,所以h(x)无最大值,不符合题意;
若选择条件②:
h(x)=(1+x﹣x2) ex,则h′(x)=(2﹣x﹣x2) ex,
令h′(x)<0,得x<﹣2或x>1,令h′(x)>0,得﹣2<x<1;
所以h(x)在(﹣2,1)单调递增在(﹣∞,﹣2),(1,+∞)单调递减.
所以h(x)的极大值为h(1)=e.
又当x<﹣2时,1+x﹣x2<0,所以h(x)<0,
所以h(1)=e是h(x)的最大值.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性、极值,是中档题.
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