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第 01 讲 导数的概念与运算
(模拟精练+真题演练)
1.(2023·全国·模拟预测)已知 为实数,函数 是偶函数,则曲线 在点
处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 是偶函数,
所以 ,
所以 ,故 ,
又 ,所以 , ,
故曲线 在点 处的切线方程为 ,即 .
故选:A.
2.(2023·陕西宝鸡·统考二模)已知抛物线C: ,( )的焦点为F, 为C上
一动点,若曲线C在点M处的切线的斜率为 ,则直线FM的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵ ,
∴ , ,
∴ ,
由题意知, ,解得: ,
又∵M在 上,
∴ ,解得: ,
∴ ,∴ .
故选:B.
3.(2023·陕西榆林·统考模拟预测)已知函数 ,若 的图象在 处的切线与
坐标轴围成的三角形的面积为1,则 ( )
A. B.2 C.±2 D.
【答案】D
【解析】因为 ,所以 .
因为 ,所以 的图象在 处的切线方程为 .
因为切线与坐标轴能围成三角形,所以 ,
令 ,得 ,令 ,得 ,
所以 ,所以 .
故选:D
4.(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)如图是函数 的导函数 的图象,若 ,则
的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由 的图象可知,当 时, ,则在区间 上,函数 上各点处切线的斜率在区间 内,
对于A,在区间 上,函数 上各点处切线的斜率均小于0,故A不正确;
对于B,在区间 上,函数 上存在点,在该点处切线的斜率大于1,故B不正确;
对于C,在区间 上,函数 上存在点,在该点处切线的斜率大于1,故C不正确;
对于D,由 的图象可知,当 时, ,当 时, ,当 时,
,
所以函数 上各点处切线的斜率在区间 内,在 上单调递增,在 上单调递减,在
上单调递增,
而函数 的图象均符合这些性质,故D正确.
故选:D
5.(2023·山东潍坊·统考模拟预测)设 为 上的可导函数,且 ,则曲线
在点 处的切线斜率为( )
A.2 B.-1 C.1 D.
【答案】C
【解析】 .
故曲线 在点 处的切线斜率为 .
故选:C
6.(2023·河南郑州·统考模拟预测)若过原点与曲线 相切的直线,切点均与原点不
重合的有2条,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,所以 ,
设过原点的切线与曲线 在 处相切,
所以切线的斜率 ,整理得 ,
设 ,则 ,所以当 时 ,当 时 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 ,且当 时 ,当 时 ,所以当 时过原点与曲线 相切的直线有2条.
故选:C
7.(2023·湖南衡阳·校联考模拟预测)若曲线 与 有三条公切线,则 的取值范围
为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设公切线为 是 与 的切点,由 ,得 ,
设 是 与 的切点,由 ,得 ,
所以 的方程为 ,
因为 ,整理得 ,
同理 ,
因为 ,整理得 ,
依题意两条直线重合,可得 ,
消去 ,得 ,
由题意此方程有三个不等实根,设 ,
即直线 与曲线 有三个不同的交点,
因为 ,令 ,则 ,
当 或 时, ;当 时, ,
所以 有极小值为 , 有极大值为 ,
因为 , , ,所以 ,
当 趋近于 时, 趋近于0;当 趋近于 时, 趋近于 ,
故 的图象简单表示为下图:所以当 ,即 时,直线 与曲线 有三个交点.
故选:A.
8.(2023·湖北·模拟预测)已知函数 ,都有 的最小值为0,则 的最小值为
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意知 ,都有 的最小值为0,可转化为直线 与 相切.
设切点坐标为 ,则可得 ,可得 .
令 ,则 ,
当 时, ,函数 单调递减;
当 时, ,函数 单调递增.
所以 ,即 的最小值为 .
故选:A.
9.(多选题)(2023·重庆·校联考三模)德国数学家莱布尼茨是微积分的创立者之一,他从几何问题出发,
引进微积分概念.在研究切线时认识到,求曲线的切线的斜率依赖于纵坐标的差值和横坐标的差值,以及
当此差值变成无限小时它们的比值,这也正是导数的几何意义.设 是函数 的导函数,若
,对 , ,且 ,总有 ,则下列选项正确的是
( )
A.
B.C.
D.
【答案】ABD
【解析】A选项,根据 可得, 在R上单调递增,
因为 ,所以 ,A正确;
B选项,因为 , ,且 ,总有 ,
所以函数图象上凸,画出函数图象,由几何意义可知, 表示函数图象上的各点处的切线斜率,
显然随着 的增大,切线斜率变小,且恒为正,
因为 ,所以 ,B正确;
C选项, ,结合函数图象可知 ,C错误,D正
确.
故选:ABD
10.(多选题)(2023·黑龙江齐齐哈尔·齐齐哈尔市实验中学校考三模)若一条直线与两条或两条以上的
曲线均相切,则称该直线为这些曲线的公切线,已知直线 : 为曲线 : 和 :
的公切线,则下列结论正确的是( )
A.曲线 的图象在 轴的上方
B.当 时,
C.若 ,则
D.当 时, 和 必存在斜率为 的公切线
【答案】ABD
【解析】选项A,由 , 得 ,可知曲线 的图象在 轴的上方,故A正确;
选项B,当 时, : , : ,对于 : ,有 ,
因为直线 : 为曲线 的切线,
所以 ,即 ,此时 ,
所以切点坐标为 ,将其代入切线方程 中,
有 ,整理得 ,可得 ,即B正确;
选项C,当 时,公切线 为 ,
设 , ,则 , ,
所以 , ,解得 , ,故C错误;
选项D,当 时, , ,则 , ,
若 和 存在斜率为 的公切线,则存在 和 使得 , ,
由选项B可知, ,即 ,
所以 , ,即 , ,符合题意,
故当 时, 和 必存在斜率为 的公切线,即D正确.
故选:ABD.
11.(多选题)(2023·全国·校联考模拟预测)已知函数 ,过点 的直线 与曲线
相切,则与直线 垂直的直线为( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】 ,则 ,
设切点坐标为 ,则 ,所以切线方程为 ,
又切线过点 ,所以 ,
即 ,故 ,解得 或 ,所以直线 的斜率为 或 ,
对于A:直线 的斜率为 ,符合题意,故A正确;
对于B:直线 的斜率为 ,不符合题意,故B错误;
对于C:直线 的斜率为 ,不符合题意,故C错误;
对于D:直线 的斜率为 ,符合题意,故D正确;
故选:AD
12.(多选题)(2023·江苏南通·模拟预测)过平面内一点P作曲线 两条互相垂直的切线 、 ,
切点为 、 、 不重合 ,设直线 、 分别与y轴交于点A、B,则( )
A. 、 两点的纵坐标之积为定值 B.直线 的斜率为定值
C.线段AB的长度为定值 D. 面积的取值范围为
【答案】BCD
【解析】由函数 ,则 ,
设 , ,
当 , 时,由题意可得, ,化简可得 ,符合题意;
当 时,由题意可得, ,化简可得 ,显然不成立;
当 时,由题意可得, ,化简可得 ,显然不成立;
对于A, ,故A错误;
对于B,直线 的斜率 ,故B正确;
对于C,易知直线 ,直线 ,
令 ,则 ,即 ,同理可得 ,
,故C正确;对于D,联立 ,整理可得 ,解得 ,
令 ,其中 ,则 ,
所以,函数 在 上单调递增,则当 时, ,
所以, ,故D正确.
故选:BCD.
13.(2023·重庆·统考模拟预测)已知函数 ,若这两个函数的图象在
公共点 处有相同的切线,则 _________.
【答案】 /
【解析】因为 ,
所以 , ,
因为 在公共点 处有相同的切线,
所以 即 ,
所以
故答案为:
14.(2023·甘肃金昌·永昌县第一高级中学统考模拟预测)曲线 在点 处的切线方
程为______.
【答案】
【解析】对函数 求导可得 ,所以 ,
所求切线的斜率为 ,故所求切线方程为 ,即 .
故答案为: .
15.(2023·河北唐山·开滦第二中学校考模拟预测)已知函数 的图象在 处的
切线与在 处的切线相互垂直,则 的最小值是___________.
【答案】 /【解析】因为 ,
所以 ,
依题意可得 ,
所以 ,
所以 且 ,
或 且 ,
当 且 时,
, , , ,
所以 , , ,
所以 , , ,
所以当 或 时, 取得最小值 .
当 且 时,
, , , ,
所以 , , ,
所以 , , ,
所以当 或 时, 取得最小值 .
综上所述: 的最小值是 .
故答案为: .
16.(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)若函数 的图象上存在不同的两点,使函数
图象在这两点处的切线斜率之积小于0且斜率之和等于常数e,则称该函数为“e函数”,下列四个函数中,
其中为“e函数”的是________.① ;② ;③ ;④
【答案】①③④
【解析】记 , , .
① , , ,当 时, ,当 时, ,
∴ 时, 有最小值 , 值域为 ,
∴存在 、 使 ,故 是e函数;
②
∵ , ,
∴ , ,
∴ ,不存在 、 使 ,
故 不是e函数;
③ , , 值域为R,
∴存在 、 使 ,故 是e函数;
④ ,
值域为 ,
∴存在 、 使 ,故 是e函数.
故答案为:①③④
1.(2019·全国·统考高考真题)已知曲线 在点 处的切线方程为 ,则
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】通过求导数,确定得到切线斜率的表达式,求得 ,将点的坐标代入直线方程,求得 .,
将 代入 得 ,故选D.
2.(2019·全国·高考真题)曲线y=2sinx+cosx在点(π,–1)处的切线方程为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】当 时, ,即点 在曲线 上.
则 在点 处的切线方程为 ,即
.故选C.
3.(2022·全国·统考高考真题)曲线 过坐标原点的两条切线的方程为____________,
____________.
【答案】
【解析】[方法一]:化为分段函数,分段求
分 和 两种情况,当 时设切点为 ,求出函数
导函数,即可求出切线的斜率,从而表示出切线方程,再根据切线过坐标原点求出 ,即可求出切线方程,
当 时同理可得;
因为 ,
当 时 ,设切点为 ,由 ,所以 ,所以切线方程为 ,
又切线过坐标原点,所以 ,解得 ,所以切线方程为 ,即 ;
当 时 ,设切点为 ,由 ,所以 ,所以切线方程为
,
又切线过坐标原点,所以 ,解得 ,所以切线方程为 ,即 ;
故答案为: ;
[方法二]:根据函数的对称性,数形结合当 时 ,设切点为 ,由 ,所以 ,所以切线方程为 ,
又切线过坐标原点,所以 ,解得 ,所以切线方程为 ,即 ;
因为 是偶函数,图象为:
所以当 时的切线,只需找到 关于y轴的对称直线 即可.
[方法三]:
因为 ,
当 时 ,设切点为 ,由 ,所以 ,所以切线方程为 ,
又切线过坐标原点,所以 ,解得 ,所以切线方程为 ,即 ;
当 时 ,设切点为 ,由 ,所以 ,所以切线方程为
,
又切线过坐标原点,所以 ,解得 ,所以切线方程为 ,即 ;
故答案为: ; .
4.(2022·全国·统考高考真题)若曲线 有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是
________________.
【答案】
【解析】∵ ,∴ ,
设切点为 ,则 ,切线斜率 ,
切线方程为: ,∵切线过原点,∴ ,
整理得: ,
∵切线有两条,∴ ,解得 或 ,
∴ 的取值范围是 ,
故答案为:
5.(2021·全国·统考高考真题)已知函数 ,函数 的图象在点 和
点 的两条切线互相垂直,且分别交y轴于M,N两点,则 取值范围是_______.
【答案】
【解析】由题意, ,则 ,
所以点 和点 , ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
同理 ,
所以 .
故答案为:
6.(2021·全国·统考高考真题)曲线 在点 处的切线方程为__________.
【答案】
【解析】由题,当 时, ,故点在曲线上.
求导得: ,所以 .
故切线方程为 .
故答案为: .
7.(2020·全国·统考高考真题)曲线 的一条切线的斜率为2,则该切线的方程为
______________.
【答案】【解析】设切线的切点坐标为 ,
,所以切点坐标为 ,
所求的切线方程为 ,即 .
故答案为: .
8.(2019·全国·高考真题)曲线 在点 处的切线方程为___________.
【答案】 .
【解析】
所以,
所以,曲线 在点 处的切线方程为 ,即 .