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专题01 导数的几何意义
专项突破一 利用导数的定义求导数
一、单选题
1.已知函数 ,则 的值为( )
A. B.0 C.1 D.
【解析】根据导数定义得: ,又 ,所以 .
故选:C.
2.已知 是定义在R上的可导函数,若 ,则 ( )
A.0 B.2 C. D.
【解析】由导数的定义,可得 .
故选:D
3.已知函数 ,若 ,则 ( )
A.8 B.6 C.4 D.2
【解析】根据导数的定义得: ,即 ,
所以 ,所以 ,解得 .故选:C.
4.已知函数 ,则 ( )
A.12 B.6 C.3 D.
【解析】∵ ,∴ ,
∴ .故选:B.
5.已知函数 的导数 存在,且 ,则 ( )A. B. C.1 D.-1
【解析】 .故选:D.
二、多选题
6.设函数 在 处的导数存在,则 ( ).
A. B.
C. D.
【解析】因为函数 在 处的导数存在,所以
,故B正确.
又∵ ,所以C正确.
故选:BC.
7.若当 ,满足 ,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.曲线 上点 处的切线斜率为
D.曲线 上点 处的切线斜率为
【解析】由 得: ,即 ,
曲线 上点 处的切线斜率为 ,C错误;D正确;
,A正确;B错误.
故选:AD.三、填空题
8.已知函数 ,则 的值为____________
【解析】 , ,
.
专项突破二 求曲线的斜率(或倾斜角)
一、单选题
1.曲线 在 处的切线斜率为( )
A.0 B.1 C.2 D.
【解析】 , .故选:B.
2.曲线 在 处的切线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【解析】因为 ,所以 ,所以 ,
所以曲线 在 处的切线的斜率为 ,所以其倾斜角为 .故选:B.
3.直线 过坐标原点且与曲线 相切,则直线 的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【解析】设切点 , ,则直线 的斜率为 ,直线 方程为 ,代入点 ,得
,解得 ,则斜率为1,故倾斜角为 .故选:B.4.函数 的图象在 处的切线对应的倾斜角为 ,则sin2 =( )
A. B.± C. D.±
【解析】因为 ,所以 ,
当 时, ,此时 ,
∴ .故选:C.
5.过函数 图像上一个动点作函数的切线,则切线领斜角范围为( )
A. B.
C. D.
【解析】由题意,函数 ,可得 ,
因为 ,所以 ,即切线的斜率 ,
设切线的倾斜角为 ,则 ,又因为 ,所以 或 ,
即切线的倾斜角的范围为 .故选:B.
6.若曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处的切线垂直,则点 的坐标为( )
A. B. C. D.
【解析】 的导数为 ,所以曲线 在点 处的切线的斜率为 .
因为曲线 在点 处的切线与曲线y=ln x在点P处的切线垂直,
所以曲线y=ln x在点P处的切线的斜率 .而y=ln x的导数 ,所以切点的横坐标为 ,所以切点 .故选:D
7.设点 是函数 图像上的任意一点,点 处切线的倾斜角为 ,则角 的取值范围
是( )
A. B.
C. D.
【解析】 , , , ,
, ,
点P是曲线上的任意一点,点P处切线的倾斜角为 , ,
, .故选:B.
8.已知点P是曲线 上一动点, 为曲线在点P处的切线的倾斜角,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解析】函数 的定义域是R,求导得:函数 ,而 ,
则曲线在点 处的切线的斜率 ,
当且仅当 ,即 , 时取“=”,而 ,
于是得 ,有倾斜角 锐角,因此, ,所以 的取值范围是 .故选:A
二、多选题
9.(多选)设点P是曲线 上的任意一点,P点处的切线的倾斜角为 ,则角 的取值范围包含( )
A. B. C. D.
【解析】 , ,
依题意: , ,
∵倾斜角 的取值范围是 ,∴ ,故选:CD.
10.已知曲线 及点 ,则过点 且与曲线 相切的直线可能有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【解析】因为 ,所以 ,设切点 , 在点 处的导数为 ,
根据导数的几何意义等于切线斜率,以及导数的比值定义式有:
整理得 ,所以 ,
①当 时, 可化为 ,由函数定义域知分母不为0, ,
所以只能解得 ,因此过 只能找到一条与曲线相切的直线;
②当 时, 可化为 ,
是关于 的二次方程, ,且两根之积为 ,
所以所求根之中一定不含0,此时对任意 能够找到两个 满足条件.
综上所述,过点 且与曲线 相切的直线可能有1或2条.故选:BC.
三、填空题11.已知 ,则曲线 在点 处的切线斜率为______.
【解析】 ,所以 ,
12.已知 ,函数 的图象在 处的切线方程为 _____.
【解析】由 得 ,
所以在 处的切线的斜率为 ,又 ,故切点坐标 ,
所以所求的切线方程为 ,即 ,
13.已知函数 ,则曲线 在点 处的切线 恒过定点_____
【解析】函数 的定义域为 ,
由 ,得 ,则 .
又 ,则曲线 在点 处的切线 的方程为 ,
即 ,由 可得 ,所以直线 恒过定点 .
专项突破三 求在一点和过一点的切线方程
一、单选题
1.曲线 在点 的切线方程为( )
A. B. 或
C. D. 或
【解析】由题意, ,故点 的导数值为 ,故在点 的切线方程为
,整理得 ,故选:A
2.已知函数 ,则曲线 在点 处的切线方程为( )A. B. C. D.
【解析】∵ ,∴ .又 ,切点为
所以曲线 在点 处的切线的斜率为 ,
所以曲线 在点 处的切线方程为
,即 .故选:B.
3.已知函数 的图象经过坐标原点,则曲线 在点 处的切线方程是
( )
A. B.
C. D.
【解析】因为函数 的图象经过坐标原点,
所以 ,所以 ,所以 所以 .
因为 ,所以 .所以所求切线方程为 ,
即 .故选:A.
4.已知函数 的图象在(1,f(1))处的切线经过坐标原点,则实数a的值为( )
A.1 B. C.2 D.
【解析】 , , ,可得切线方程为 ,代入 得
.
故选:B.
二、多选题
5.已知曲线 .则曲线过点P(1,3)的切线方程为.( )A. B. C. D.
【解析】设切点为 ,则 ,所以 ,
所以切线方程为 ,因为切线过点(1,3),
所以 ,即 ,即 ,
解得 或 ,所以切线方程为 或 ,故选:AB
三、填空题
6.已知 ,则曲线在 处的切线方程为________.
【解析】因为 ,所以 ,所以 ,
∴切线方程为 ,即 .故答案为: .
7.已知函数 则曲线 在点 处的切线方程为_______.
【解析】因为 ,又 ,
切线方程为: ,即
8.已知直线l为函数 的切线,且经过原点,则直线l的方程为__________.
【解析】设切点坐标为 ,所以直线l的斜率为 ,
所以直线l的方程为
又直线l过点 ,所以 ,
整理得 ,解得 ,所以 ,
直线l的斜率 ,所以直线l的方程为9.过曲线 上一点 的切线方程为_____.
【解析】设切点坐标为 ,因为 ,所以切线斜率 ,
所以切线方程为 …①,
因为切线过点 ,所以 ,
整理得 ,即 ,
解得 或 ,代入①整理得 或
专项突破四 两切线平行、垂直、公切线等问题
一、单选题
1.已知函数 , .若经过点 存在一条直线l与曲线 和 都
相切,则 ( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
【解析】∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,∴曲线 在 处的
切线方程为 ,由 得 ,由 ,解得 .故选:B
2.已知曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处的切线平行,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】由 ,得 ,所以该曲线在点 处的切线斜率为 .
由 ,得 ,
所以该曲线在点 处的切线斜率为 .因为两切线平行,所以 .故选:D.
3.设曲线 在点 处的切线与直线 垂直,则 ( )A. B. C. D.
【解析】对于函数 , ,
所以,曲线 在点 处的切线的斜率为 ,
直线 的斜率为 ,由题意可得 ,解得 .故选:D.
4.已知函数 在 处的切线与直线 垂直,则 ( )
A.2 B.0 C.1 D.-1
【解析】由题可知:函数 在 处的切线的斜率为 ,直线 的斜率为-1,
故 =-1得 1,故选C.
5.对于三次函数 ,若曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处点的切线重合,则
( )
A. B. C. D.
【解析】设 ,
, ,
设 ,则 ,即 ……①
又 ,即 ……②
由①②可得 , .故选:B.
6.曲线 在 处的切线与直线 垂直,则 的值为( )
A.-1 B.1 C.2 D.4
【解析】令 ,则 ,
依题意 ,即 ,解得 ;故选:B
二、填空题7.若曲线 的一条切线与直线 : 互相垂直,则该切线的方程为_________.
【解析】设曲线 的切点坐标为 ,
,所以过该切点的切线的斜率为 ,
因为直线 : 的斜率为1,过该切点的切线与直线 互相垂直,
所以 ,所以切点坐标为: ,过该切点的切线的斜率为 ,所以过该切点的切
线的方程为: ,化为一般式为: .
8.已知 与 的图象有一条公切线,则c=______.
【解析】因为 , ,
所以 , ,
所以公切线的斜率为2,与 的图象相切于点 ,与 的图象相切于点 ,
故 ,即 .
9.已知曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处的切线平行,则 ___________.
【解析】由 得: ,则曲线 在点 处的切线斜率为 ,
由 得: ,则曲线 在点 处的切线斜率为 ,而两切线平行,
所以 .
10.已知曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处的切线重合,则
__________.【解析】因为 ,所以 ,
所以 ,又 ,所以 在点 处的切线为 ,
又 ,则 ,
所以 ,又当 时 ,
所以曲线 在点 的切线方程为 ,
所以 ,解得 ,即 ;
11.函数 与 有公切线 ,则实数 的值为__________.
【解析】根据题意,函数 与 有公切线 ,
设切点分别为 , , , , ;
所以 且 ,所以公切线为 ,
则有 ,
设 ,
则 在 上递增,又 ,故 ,
三、解答题
12.已知 ,求:
(1)当 时,求 ;(2)当 时,求a;
(3) 在 处的切线与直线 平行,求a?
【解析】(1)当 时, ,
(2)由题知 ,因为 ,所以 ,解得
(3)由(2)知 ,
因为 在 处的切线与直线 平行,所以 ,解得 .
此时 ,切线方程为: ,即 ,
满足与直线 平行,所以 .
专项突破五 已知切线方程(斜率)求参数
一、单选题
1.若曲线 在点 外的切线与直线 垂直,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
【解析】由题得 ,所以切线的斜率为 ,
因为切线与直线 垂直,所以 故选:B
2.已知函数 在点 处的切线方程为 ,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【解析】由 ,则 ,所以
解得: , ,所以 ,.故选:D.
3.已知函数 的图像在点 处的切线方程是 ,则 的值是( )A. B. C. D.
【解析】因为函数 的图像在点 处的切线方程是 ,
所以 , ,得 , ,所以 ,故选:C
4.若曲线 在点 处的切线与直线 平行,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【解析】因为 ,所以 ,
则由题可得切线斜率 ,解得 .故选:D.
5.若 ,曲线 在点 处的切线的斜率为2,则 ( )
A.1 B.2或1 C. 或2 D.2
【解析】 ,
根据导数的几何意义可得 ,
所以 ,所以 或 ,所以 或 ,故选:B.
6.若直线 与曲线 相切,则 ( )
A.3 B. C.4 D.2
【解析】由题得 ,设切点为 ,
所以 ,
又 ,所以 ,
所以 ,所以 .故选:B
7.已知曲线 在点P处的切线与直线 垂直,则点P的横坐标为( )A.1 B. C.2 D.
【解析】设 ,点 ,则 ,
由在点P处的切线与直线 垂直可得 ,即 ,
又 ,∴ ,故选:B
8.已知函数 ,若方程 有且仅有三个实数解,则实数 的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【解析】作出函数 的图象如图:
依题意方程 有且仅有三个实数解,即 与 有且仅有三个交点,
因为 必过 ,且 ,
若 时,方程 不可能有三个实数解,则必有 ,
当直线 与 在 时相切时,
设切点坐标为 ,则 ,即 ,则切线方程为 ,
即 , 切线方程为 ,
且 ,则 ,所以 ,
即当 时 与 在 上有且仅有一个交点,
要使方程 有且仅有三个的实数解,则当 时 与 有两个交点,设直线 与 切于点 ,
此时 ,则 ,即 ,所以 ,故选:B
9.已知曲线 在点 处的切线也是曲线 的一条切线,则实数 的值为
( )
A. B. C. D.
【解析】因为 ,所以 , ,所以 ,
所以切线的方程为 ,又 ,所以 ,
设切线 与 的切点为 ,可得切线的斜率为 ,即 ,
,可得切点为 ,以 ,解得 .选:D.
10.已知奇函数 在点 处的切线方程为 ,则 ( )
A. 或1 B. 或 C. 或2 D. 或
【解析】由 可得 ,
因为 ,所以 ,解得 .
所以 ,故切线斜率 ,
又 ,所以 ,解得 或 ,
所以 或 .故选:D
二、多选题
11.若曲线 在 处的切线与直线 互相垂直,则( )A. B.
C. D.
【解析】选项A,已知曲线 ,所以 ,故该选项错误;
选项B,已知曲线 ,所以 ,故该选项正确;
选项C,因为 ,所以 ,故该选项正确;
选项D,直线 的斜率为 ,而 ,由已知,曲线 在 处的切线
与直线 互相垂直,所以 ,所以 ,该选项正确;
故选:BCD.
三、填空题
12.设曲线 在点(0,0)处的切线方程为y=2x,则a=______.
【解析】由题设, ,又(0,0)处的切线方程为y=2x,所以 ,可得 .
13.函数 的图象在 处的切线与直线 平行,则 =______.
【解析】因为 ,所以 .
由 ,得 .因为 ,所以 .
专项突破六 导数几何意义的应用
一、单选题
1.已知a,b为正实数,直线 与曲线 相切,则 的最小值为( )
A.8 B.9 C.10 D.13
【解析】设切点为 , 的导数为 ,
由切线的方程 可得切线的斜率为1,令 ,则 ,故切点为 ,代入 ,得 , 、 为正实数,
则 ,
当且仅当 , 时, 取得最小值9,故选:B
二、填空题
2.点 在函数 的图象上.若满足到直线 的距离为 的点 有且仅有3个,则实数 的值为
________.
【解析】过函数 的图象上点 作切线,使得此切线与直线 平行,又 ,于是
,则 ;所以 ,于是当点 到直线 的距离为 时,则满足到直线
的距离为 的点 有且仅有 个,所以 ,解得 或 ,
又当 时,函数 的图象与直线 没有交点,所以不满足;故 .
3.已知直线 与曲线 和直线 分别交于P,Q两点,则 的最小值为
____________.
【解析】设点P到直线 的距离为d,则 ,
所以当点P到直线 的距离最小时 最小,
又当曲线在点P处的切线与直线 平行时d最小,所以此时 最小,设 ,
因为函数 的定义域为 , ,
令 ,解得 或 (舍去),所以切点为 ,点P到直线 的距离 ,所以 的最小值为4,
4.若点 在曲线 上运动,点 在直线 上运动, 两点距离的最小值为_______
【解析】设与直线 平行且与曲线 相切于点 时,
此时 两点距离的最小值为点 到直线 的距离,
因为 ,所以 , 即得 ,
,所以点 到直线 的距离为 ,
所以 两点距离的最小值为 .
三、解答题
5.已知函数 .
(1)求导函数 ;
(2)当 时,求函数 的图像在点 处的切线方程.
【解析】(1)由题意,函数 ,
可得 .
(2)当 时,可得 ,由(1)得 ,所以 ,
所以函数 的图像在点 处的切线方程 ,即 .