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专题04 一元函数的导数及其应用
能力提升检测卷
时间:90分钟 分值:100分
一、 选择题(每小题只有一个正确选项,共7*5分)
1.已知曲线 与 的两条公切线所成角的正切值为 ,则 ( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【详解】因为 与 互为反函数,故图像关于 对称,
设一条切线与两个函数图像分别切于 两点,且两条切线交点为 ,
如图,
设 ,则 ,即 ,解得 或-3(舍去),
故 ,易求得曲线 的斜率为2的切线方程为 ,
故曲线 的斜率为2的切线方程为 ,的斜率为2的切线方程为 ,故曲线 的斜率为2的切线方程为
,
所以 ,则 ,则 .故A,B,D错误.
故选:C.
2.已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】∵ , , ,
∴ ,
对于函数 , ,
令 , ,则 ,
∴ 在 上单调递减,
∴ ,即 , 在 上单调递减,
∴ ,即 ,
∴ ,
∴ .
故选:B.
3.已知函数 及其导函数 的定义域都为 ,且 为偶函数, 为奇函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:由 为偶函数知, ,即 ,
即函数 关于 对称,则 ,
由 是奇函数知, ,即函数 关于点 对称,
则 ,且 ,
所以 ,即 ,即函数 的周期是4,
则 ;
又
所以 ,则 ,即
所以 ,即导函数 关于点 对称,且 .
由 ,即导函数 的周期是4,
则 ;
所以 .
故选:D.
4.曲线 在 处的切线的斜率为( )
A. B.
C. D.【答案】B
【详解】因为 ,所以 ,
,
所以曲线 在 处的切线的斜率为 .故A,C,D错误.
故选:B.
5.已知曲线 在点 处的切线方程为 ,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【详解】将 代入 ,得 ,
易知直线 的斜率为8.
因为 ,所以 ,所以 .
故选:B.
6.在数学中,泰勒公式是一个用函数在某点的信息描述其附近取值的公式.如果函数足够光滑的话,在已
知函数在某一点的各阶导数值的情况之下,泰勒公式可以用这些导数值做系数构建一个多项式来近似函数
在一点的邻域中的值,常见的公式有: ;
.则利用泰勒公式估计 的近似值为( )
(精确到 )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意,求导可得 ,因为 , , , ,
所以 ,
故选:B.
7.已知 , ,则 为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 ,
∴ ,
, ,
,
∴ ,
∴ .
故选:A.
二、填空题(每小题只有一个正确选项,共3*5分)
8.设曲线 在点 处的切线与x轴的交点的横坐标为 ,则
__________.
【答案】
【详解】解:由 得 ,所以切线的斜率为 ,
所以在点 处的切线方程为 ,
令 ,解得 ,即 ,
所以 .故答案为: .
9.曲线 的所有切线中,斜率最小的切线的方程是__________.
【答案】
【详解】解:由题意 ,
所以 时, ,又 时, ,
所以所求切线的方程为 ,即 .
故答案为: .
10.已知函数 为偶函数,则函数 的零点个数为______.
【答案】2
【详解】由 为偶函数,得 ,即 ,
所以m-1=0,即m=1,所以 ,则 ,
易知 在(0,1)上单调递减,在 上单调递增,
所以 的极小值,也是最小值,为 .
又因为 ,且 的图象在 上连续不断,所以 在 上有唯一零点;
又因为 ,且 的图象在(0,1)上连续不断,所以 在(0,1)上有唯一零点.
综上所述, 有且仅有2个零点.
故答案为:2.
三、 主观题(共5小题,共50分)
11.设函数 ,若 为奇函数,求:
(1)曲线 在点 处的切线方程;
(2)函数 的极大值点.【答案】(1)
(2)
【解析】(1)
因为函数 为奇函数,所以 ,
从而得到 ,即 ,所以 .
因为 ,所以 ,
所以曲线 在点 处的切线方程为 .
(2)
,
由 ,得 ,由 ,得 或 ,
所以函数在 上是严格减函数,在 上是严格增函数,
所以函数的极大值点是 .
12.已知函数 .若 在 上的极值点为 ,求证: .
【答案】证明见解析
【详解】证明:由 ,得 .
因为 在 上的极值点为 ,
所以 ,
得 ,
从而,
所以 .
13.已知函数 ,其中 是自然对数的底数.
(1)设 的极小值为 ,求 的最大值;
(2)若存在 使得 ,且 ,求 的取值范围.
【答案】(1)2;
(2) .
【解答】
(1)
因为 ,
所以 在 上单调递增,
又 ,所以存在唯一 ,使 ,即 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在区间 上单调递减,在 上单调递增,
所以 的极小值为
,
所以 ,
令 ,则 ,所以 , 单调递增, , 上单调递减,
∴ ,
即 的最大值为2;
(2)
不妨设 ,
所以关于 的方程 有正实数解,
所以 ,
即 有正实数解,
设 ,
则 , ,
所以 在 上单调递增,
所以 ,
①当 时, ,所以 单调递增,
所以 ,不合题意;
②当 时,存在 ,使得 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,所以存在 ,使得 ,符合题意;
综上, 的取值范围为 .
14.已知函数
(1)若曲线 在点 处的切线垂直于直线 ,求a的值;
(2)求函数 在区间 上的最小值.
【答案】(1)1
(2)当 时,函数 在区间 上的最小值为 ;当 时,函数 在区间 上的最小值
为 .
【解答】
(1)
解: 曲线 在点 处的切线垂直于直线 ,
又直线 的斜率为1,函数 的导数为 ,
(2)
解:
①当 时,在区间 上 此时函数 在区间 上单调递减,
则函数 在区间 上的最小值为 .
②当 即 时,在区间 上 ,此时函数 在区间 上单调递减,则函数 在区间 上的最小值为 .
③当 ,即 时,
在区间 上 ,此时函数 在区间 上单调递减,
在区间 上 ,此时函数 在区间 上单调递增,
则函数 在区间 上的最小值为 .
④当 ,即 时,
在区间 上 此时函数 在区间 上单调递减,
则函数 在区间 上的最小值为 .
综上所述,当 时,函数 在区间 上的最小值为 ,当 时,函数 在区间 上的
最小值为
15.已知函数 .
(1)当 时,求曲线 在 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积;
(2)若关于 的方程 恰有四个不同的解,求 的取值范围.
【答案】(1)1;
(2) .
【解答】
(1)当 时, ,
所以 ,
又 ,
所以切线的斜率 ,
则切线方程为 ,
该切线与 轴交于点 ,与 轴交于点 ,
所以切线与两坐标轴围成的三角形的面积为 ;
(2)
由 可得,
,即 ,
令 ,则 ,
∴ 或 ,
设 ,则 ,
当 变化时, 变化如下,
0 2
0 0
极小值0
极大值
函数 的图象如图,要使方程 恰有四个不同的解,
因为 与函数 的图象有一个交点,则 与函数 的图象有三个交点,
∴ ,即 ,
∴ 的取值范围为 .