第一章 导数及其应用
1.1 变化率与导数
1.1.3 导数的几何意义
A级 基础巩固
一、选择题
1.已知曲线y=f(x)在x=5处的切线方程是y=-x+8,则f(5)与f′(5)分别为( )
A.3,3 B.3,-1 C.-1,3 D.-1,-1
解析:由题意得f(5)=-5+8=3,f′(5)=-1.
答案:B
2.若曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为3x-y+1=0,则( )
A.f′(x0)<0 B.f′(x0)>0
C.f′(x0)=3 D.f′(x0)不存在
解析:由导数的几何意义可知曲线在(x0,f(x0))处的导数等于曲线在该点处的切线的斜率,所以f′(x0)=3.
答案:C
3.已知函数f(x)的图象如图所示,f′(x)是f(x)的导函数,则下列结论正确的是( )
A.0B.0C.0D.0解析:从题图可以看出函数f(x)的图象在x=2处的切线的斜率比在x=3处的切线的斜率大,且均为正数,所以有0答案:B
4.若曲线f(x)=x2的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为( )
A.4x-y-4=0 B.x+4y-5=0
C.4x-y+3=0 D.x+4y+3=0
解析:设切点为(x0,y0),
因为f′(x)= = (2x+Δx)=2x.
由题意可知,切线斜率k=4,即f′(x0)=2x0=4,
所以x0=2.所以切点坐标为(2,4),切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0,故选A.
答案:A
5.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( )
A.a=1,b=1 B.a=-1,b=1
C.a=1,b=-1 D.a=-1,b=-1
解析:因为点(0,b)在直线x-y+1=0上,所以b=1.
又y′= =2x+a,所以过点(0,b)的切线的斜率为y′|x=0=a=1.
答案:A
二、填空题
6.曲线y=x2-2x+3在点A(-1,6)处的切线方程是______.
解析:因为y=x2-2x+3,切点为点A(-1,6),所以斜率k=y′|x=-1
=
= (Δx-4)=-4,
所以切线方程为y-6=-4(x+1),即4x+y-2=0.
答案:4x+y-2=0
7.如图所示,函数f(x)的图象是折线段ABC,其中A,B,C的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4),则 =______.
解析:由导数的概念和几何意义知, =f′(1)=kAB==-2.
答案:-2
8.若抛物线y=x2-x+c上一点P的横坐标是-2,点P处的切线恰好过坐标原点,则实数c的值为________.
解析:根据题意可知在点P处切线的斜率为y′|x=-2=-5.因为点P的横坐标是-2,所以点P的纵坐标是6+c,故切线OP的斜率为-,根据题意有-=-5,解得c=4.
答案:4
三、解答题
9.已知抛物线y=f(x)=x2+3与直线y=2x+2相交,求它们交点处抛物线的切线方程.
解:由方程组得x2-2x+1=0,
解得x=1,y=4,所以交点坐标为(1,4),
又=Δx+2.
当Δx趋于0时Δx+2趋于2,所以在点(1,4)处的切线斜率k=2,所以切线方程为y-4=2(x-1),即y=2x+2.
10.求曲线y=在点的切线方程.
解:因为y′=Δx→0 = =
=-,
所以曲线在点的切线斜率为k=y′|x==-4.
故所求切线方程为y-2=-4,即4x+y-4=0.
B级 能力提升
1.已知函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象如图所示,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是( )
解析:从导函数的图象可知两个函数在x0处斜率相同,可以排除B、C.再者导函数的函数值反映的是原函数的斜率大小,可明显看出y=f(x)的导函数的值在减小,所以原函数的斜率慢慢变小,排除A.
答案:D
2.设P为曲线C:y=x2+2x+3上一点,且曲线C在点P处的切线的倾斜角的取值范围为,则点P的横坐标的取值范围为________.
解析:可设点P的横坐标为x0,则
==
=Δx+2x0+2, =2x0+2.所以曲线C在点P处的切线的斜率为2x0+2.由题意,得0≤2x0+2≤1,所以-1≤x0≤-,所以点P的横坐标的取值范围为.
答案:
3.已知直线l1为曲线y=x2+x-2在点(1,0)处的切线,l2为该曲线的另一条切线,且l1⊥l2.
(1)求直线l2的方程;
(2)求由直线l1,l2和x轴所围成的三角形的面积.
解:(1)因为y′=
=
=2x+1,
所以y′|x=1=3,所以直线l1的方程为y=3(x-1),即y=3x-3,
设直线l2过曲线y=x2+x-2上的点P(x0,x+x0-2),
则直线l2的方程为y-(x+x0-2)=(2x0+1)(x-x0).
因为l1⊥l2,所以3(2x0+1)=-1,所以x0=-,
所以直线l2的方程为y=-x-.
(2)解方程组得
又直线l1,l2与x轴交点坐标分别为(1,0),,
所以所求三角形面积S=××=.
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