§1.2 导数的计算
§1.2.1 几个常用函数的导数
§1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一)
[限时50分钟,满分80分]
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.下列结论不正确的是
A.若y=3,则y′=0 B.若y=,则y′=-
C.若y=,则y′= D.若y=x,则y′=1
解析 对于A,常数的导数为零,故A正确;
对于B,y′=(x)′=-x=-,故B错误;
对于C,y′=(x)′=x=,故C正确;
对于D,y′=x′=1,故D正确.
答案 B
2.已知曲线f(x)=x3的切线的斜率等于3,则切线有
A.1条 B.2条
C.3条 D.不确定
解析 ∵f′(x)=3x2=3,解得x=±1,
切点有两个,即可得切线有两条.
答案 B
3.曲线y=ex在点A(0,1)处的切线斜率为
A.1 B.2
C.e D.
解析 由条件得y′=ex,根据导数的几何意义,
可得k=y′|=e0=1.
答案 A
4.曲线y=x3-2x+1在点(1,0)处的切线方程为
A.y=x-1 B.y=-x+1
C.y=2x-2 D.y=-2x+2
解析 由题意,得y′=3x2-2,
所以切线的斜率k=f′(1)=3-2=1.
由直线的点斜式方程,得切线方程为y=x-1.
答案 A
5.(2018·全国卷Ⅰ)设函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax.若f(x)为奇函数,则曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为
A.y=-2x B.y=-x
C.y=2x D.y=x
解析 通解 因为函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax为奇函数,所以f(-x)=-f(x),
所以(-x)3+(a-1)(-x)2+a(-x)=-[x3+(a-1)x2+ax],所以2(a-1)x2=0,因为x∈R,所以a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1.所以f′(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D.
优解一 因为函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax为奇函数,所以f(-1)+f(1)=0,所以-1+a-1-a+(1+a-1+a)=0,解得a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D.
优解二 易知f(x)=x3+(a-1)x2+ax=x[x2+(a-1)x+a],因为f(x)为奇函数,所以函数g(x)=x2+(a-1)x+a为偶函数,所以a-1=0,解得a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D.
答案 D
6.若曲线y=x4的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为
A.4x-y-3=0 B.x+4y-5=0
C.4x-y+3=0 D.x+4y+3=0
解析 y′=(x4)′=4x3.
设切点为(x0,y0),则4x×=-1,∴x0=1.∴切点为(1,1).
∴l的方程为y-1=4(x-1),即4x-y-3=0,故选A.
答案 A
二、填空题(每小题5分,共15分)
7.已知f(x)=x2+2xf′,则f′=________.
解析 对f(x)求导,
得f′(x)=2x+2f′,
f′=2×+2f′,
所以f′=.
答案
8.已知f(x)=ln x,且f′(x0)=,则x0=________.
解析 f′(x)=,所以f′(x0)=,
又f′(x0)=,所以=,
x0=1.
答案 1
9.若曲线y=xα+1(α∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则α=________.
解析 因为y′=α·xα-1,所以在点(1,2)处的切线斜率k=α,
则切线方程为y-2=α(x-1).
又切线过原点,故0-2=α(0-1),解得α=2.
答案 2
三、解答题(本大题共3小题,共35分)
10.(10分)已知抛物线f(x)=ax2+bx-7经过点(1,1),且过点(1,1)的抛物线的切线方程为4x-y-3=0,求a,b的值.
解析 ∵抛物线f(x)=ax2+bx-7经过点(1,1),
∴1=a+b-7,即a+b-8=0.
又∵经过点(1,1)的抛物线的切线方程为4x-y-3=0,其斜率为4,f′(x)=2ax+b,
∴f′(1)=4,即2a+b-4=0,
故解得
11.(12分)已知函数f(x)=,g(x)=aln x,a∈R,若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值及该切线的方程.
解析 设两曲线的交点为(x0,y0),
f′(x)=,g′(x)=,x>0,
由已知得
解得a=e,x0=e2.
∴两条曲线的交点坐标为(e2,e),
切线的斜率为k=f′(e2)=,
所以切线方程为y-e=(x-e2),
即x-2ey+e2=0.
12.(13分)设抛物线y=x2与直线y=x+a(a是常数)有两个不同的交点,记抛物线在两交点处的切线分别为l1,l2,求a值变化时l1与l2交点的轨迹.
解析 将y=x+a代入y=x2整理得x2-x-a=0,①
为使直线与抛物线有两个不同的交点,
必须Δ=(-1)2+4a>0,所以a>-.
设此两交点为(α,α2),(β,β 2),α<β,由y=x2知y′=2x,
则切线l1,l2的方程为y=2αx-α2,y=2βx-β 2.设两切线交点为(x,y),
则.②
因为α,β是①的解,由根与系数的关系,
可知α+β=1,αβ=-a.
代入②可得x=,y=-a<.
从而,所求的轨迹为直线x=上的y<的部分.
课件23张PPT。§1.2 导数的计算 §1.2.1 几个常用函数的导数 §1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一) 0 1 2x 0 nxn-1 cos x -sin x axlnex 【问题2】 导数的几何意义是曲线在某点处的切线的斜率.物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.
(1)函数y=f(x)=c(常数)的导数的物理意义是什么?
(2)函数y=f(x)=x的导数的物理意义呢?
答案 (1)若y=c表示路程关于时间的函数,则y′=0可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即一直处于静止状态.
(2)若y=x表示路程关于时间的函数,则y′=1可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速运动.【问题3】 由正比例函数y=kx(k≠0)的图象及导数可知;|k|越大函数增加(k>0)或减少(k<0)的速度越快.画出函数y=x2的图象,结合图象及导数说明函数y=x2的变化情况.知识点二 基本初等函数的导数公式
【问题】 你能说出基本初等函数的导数公式的特点吗?
答案 (1)常数函数的导数为零.
(2)有理数幂函数f(x)=xα的导数依然为幂函数,且系数为原函数的次数,幂指数是原函数的幂指数减去1.
(3)正弦函数的导数为余弦函数,余弦函数的导数为正弦函数的相反数.
(4)指数函数的导数依然为指数函数,且系数为原函数底数的自然对数.
(5)公式⑥是公式⑤的特例,公式⑧是公式⑦的特例.题型二 导数公式在解决切线问题中的应用
【例2】 (6分)已知点P(-1,1),点Q(2,4)是曲线y=x2上的两点,求与直线PQ平行的曲线y=x2的切线方程.【典例】 已知直线y=kx是曲线f(x)=ex的切线,则k的值等于________.易错误区(二) 正确使用求导公式 【答案】 e本课结束
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