文档内容
第 01 讲 导数的概念及其意义、导数的运算
目录
模拟基础练............................................................................................................................................2
题型一:导数的定义及变化率问题............................................................................................................................2
题型二:导数的运算....................................................................................................................................................2
题型三:在点P处的切线............................................................................................................................................6
题型四:过点P的切线................................................................................................................................................7
题型五:公切线问题....................................................................................................................................................9
题型六:已知切线或切点求参数问题......................................................................................................................12
题型七:切线的条数问题..........................................................................................................................................14
题型八:利用导数的几何意义求最值问题..............................................................................................................16
题型九:牛顿迭代法..................................................................................................................................................19
题型十:切线平行、垂直、重合问题......................................................................................................................21
题型十一:奇偶函数图像的切线斜率问题..............................................................................................................26
题型十二:切线斜率的取值范围问题......................................................................................................................27
重难创新练..........................................................................................................................................29
真题实战练..........................................................................................................................................39题型一:导数的定义及变化率问题
1.设 是定义在R上的可导函数,若 ( 为常数),则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 .
故选:C.
2.对于函数 ,若 存在,求:
(1) ;
(2) .
【解析】(1) 时,
(2)
又
题型二:导数的运算
3.求下列函数的导数:
(1)
(2)(3)
(4)
(5)
(6)
【解析】(1)因为 ,
所以
.
(2)因为 ,
所以
.
(3)因为 ,
所以
.
(4)因为 ,
所以 .
(5)因为 ,
所以 .
(6)因为 ,
所以 .
4.求下列函数的导数:
(1) ;
(2) .(3) ;
(4) ;
(5)y= .
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9)y= .
(10)
(11)
(12) .
【解析】(1)因为 ,所以 ;
(2)因为 ,
所以 ;
(3)因为 ,
所以 ;
(4)因为 ,
所以 ;
(5)因为 ,
所以 ;
(6)因为 ,
所以 ;
(7)因为 ,所以 ;
(8)因为 ,
所以 ;
(9)因为 ,
所以y′= =
= = ;
(10)因为 ,
所以 ;
(11)因为 ,
所以 ;
(12)因为 ,
所以 .
5.已知函数 ,则 的值为 .
【答案】
【解析】由题意知: ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 .
故答案为: .
6.(2024·河南·一模)已知函数 的导函数为 ,且 ,则 的极
值点为( )
A. 或 B. C. 或 D.
【答案】D
【解析】对 进行求导,可得 ,将 代入整理, ①
将 代入 可得 ,即 ,
将其代入① ,解得: ,故得 .
于是 ,由 可得 或 ,因 ,
故当 时, ,当 时, ,
即 是函数 的极小值点,函数没有极大值.
故选:D.
题型三:在点P处的切线
7.曲线 在点 处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 , ,
,
曲线 在点 处的切线方程为:
,即 ,
故选:C.
8.(2024·黑龙江·二模)函数 在 处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为 ,则 ,
当 时 ,则 ,所以 ,
所以切点为 ,切线的斜率为 ,
所以切线方程为 ,即 .
故选:D
9.(2024·全国·模拟预测)函数 的图象在点 处的切线方程为( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由 ,可得 ,
则 ,又 ,
则所求切线方程为 ,即 .
故选:B.
10.下列函数的图象与直线 相切于点 的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A. ,在 的切线斜率为0,不符合;
B. 在 的切线斜率为1,所以切线为 ,成立;
C.D.两个函数均不经过 ,不符合.
故选:B.
题型四:过点P的切线
11.过原点的直线 与 相切,则切点的坐标是 .
【答案】
【解析】由题意设切点坐标为 ,
由 ,得 ,故直线 的斜率为 ,
则直线l的方程为 ,
将 代入,得 ,
则切点的坐标为 ,
故答案为:
12.已知直线 为曲线 过点 的切线. 则直线 的方程为 .
【答案】 或
【解析】∵ ,∴ .
设直线 与曲线 相切于点 ,则直线 的斜率为 ,∴过点 的切线方程为 ,
即 ,又点 在切线上,
∴ ,整理得 ,
∴ ,
解得 或 ;
∴所求的切线方程为 或 .
故答案为: 或 .
13.已知函数 ,过点 作曲线 的切线,则其切线方程为 .
【答案】
【解析】设切点为 ,由 ,则 ,
则 ,
所以切线方程为 ,
又切线过点 ,所以 ,解得 ,
所以切线方程为 ,即 .
故答案为:
14.在平面直角坐标系 中,点 在曲线 上,且该曲线在点 处的切线经过点 ( 为自
然对数的底数),则点 的坐标是 ,切线方程为
【答案】
【解析】设点 ,则 .又 ,
当 时, ,
曲线 在点A处的切线方程为 ,即 ,
代入点 ,得 ,即 ,
记 ,当 时, ,当 时, ,且 ,当 时, 单调递增,
注意到 ,故 存在唯一的实数根 ,此时 ,
故点 的坐标为 ,切线方程为 ,
故答案为: ,
题型五:公切线问题
15.经过曲线 与 的公共点,且与曲线 和 的公切线 垂直的直线方
程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由 ,消去 整理得 ,
令 ,则 ,所以 在 上单调递增,
又 ,
所以方程组 的解为 ,
即曲线 与 的公共点的坐标为 ,
设 与 和 分别相切于 , ,
而 , ,
, ,
,解得 ,
,即公切线 的斜率为 ,
故与 垂直的直线的斜率为 ,
所以所求直线方程为 ,整理得 .
故选:B.16.已知直线 是曲线 与曲线 的公切线,则 ( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意知直线 是曲线 与曲线 的公切线,
设 是 图象上的切点, ,
所以 在点 处的切线方程为 ,即 ①
令 ,解得 ,
即直线 与曲线 的切点为 ,
所以 ,即 ,解得 或 ,
当 时,①为 ,不符合题意,舍去,
所以 ,此时①可化为 ,所以 ,
故选:A
17.过原点的直线 与曲线 都相切,则实数 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 得 ,由 得 ,
设过原点的直线 分别与曲线 相切于点 ,
则由导数的几何意义得 ,且 ,故 ,所以直线 的斜率为 ,
所以 ,所以 ,所以 ,即 ,
代入 得 .
故选:D
18.若曲线 与曲线 有公切线,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A【解析】设公切线与函数 切于点 ,
由 ,得 ,所以公切线的斜率为 ,
所以公切线方程为 ,化简得 ,
设公切线与函数 切于点 ,
由 ,得 ,则公切线的斜率为 ,
所以公切线方程为 ,化简得 ,
所以 ,消去 ,得 ,
由 ,得 ,
令 ,则 ,
所以 在 上递减,
所以 ,
所以由题意得 ,
即实数 的取值范围是 ,
故选:A
19.已知曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处的切线相同,则
( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
【答案】B
【解析】根据常用函数的导数可知: , ,
则两函数在点 和 处的切线分别为: ,化简得
由题意可得: ,化简得 .
故选:B
20.设曲线 和曲线 在它们的公共点 处有相同的切线,则 的值为( )
A.0 B. C.2 D.3
【答案】C
【解析】由已知得 ,解得 ,
又 ,
所以 得 ,
所以 ,
所以 .
故选:C.
题型六:已知切线或切点求参数问题
21.(2024·山东临沂·二模)若直线 与曲线 相切,则 的取值范围为 .
【答案】
【解析】函数 的导数为 ,
设切点为 ,所以 ,则 ,即
又因为 在 上,所以 ,
所以 ,即 ,所以 ,
所以 ,
令 , ,
令 ,可得 ,令 ,可得 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 .
当 趋近正无穷时, 趋近正无穷.
所以 的取值范围为: .故答案为: .
22.(2024·高三·云南楚雄·期末)若直线 与曲线 相切,则切点的横坐标为
.
【答案】
【解析】由 求导得 ,直线 斜率为 ,
代入导函数有: ,解得 .
故答案为:
23.(2024·湖北·二模) 是 在 处的切线方程,则 .
【答案】
【解析】令 , ,
则 ,则方程为 ,将 代入方程,得 ,解得 ,
故答案为:
24.(2024·高三·安徽亳州·期末)已知直线 的斜率为2,且与曲线 相切,则 的方程为 .
【答案】
【解析】设 ,令 ,得 ,则切点为 ,
故所求 的方程为 .
故答案为: .
25.(2024·全国·模拟预测)若直线 与函数 的图象相切,则 的最小值为( )
A.e B. C. D.
【答案】C
【解析】由 可得 ,设切点为 ,则切线方程为 ,即
依题意, ,故 .
设 , 则 ,当 时, , 单调递减,当 时, ,
单调递增,
故 的极小值为 ,也是最小值,即 的最小值为 .
故选:C.26.(2024·四川绵阳·一模)设函数 ,直线 是曲线 的切线,则 的最
小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】令 的切点为 ,因为 ,
所以过切点的切线方程为 ,
即 ,所以 ,
所以 ,
令 ,则 ,
所以当 时 恒成立,此时 单调递减,
当 时 恒成立,此时 单调递增,
所以 ,所以 ,
故选:C
题型七:切线的条数问题
27.若过点 可以作曲线 的两条切线,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设切点为 ,由题得: ,故切线斜率为 ,切线方程为:
,
因切线经过点 ,则 ,故 有两个不同得实数根.
不妨设 ,则
当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递减.
故 ,则 ,即 .故选:D.
28.(2024·全国·模拟预测)过坐标原点作曲线 的切线,则切线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】A
【解析】设切点为 ,
由 可得 ,
则过坐标原点的切线的斜率 ,
故 ,即 ,
解得 ,故过坐标原点的切线共有1条.
故选:A.
29.已知函数 ,若过 可做两条直线与函数 的图象相切,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设过点 的直线与函数 的图象相切时的切点为 ,则 ,
因为 ,
所以切线方程为 ,又 在切线上,
所以 ,整理得 ,
则过点 的直线与函数 的图象相切的切线条数即为直线 与
曲线 的图象的公共点的个数,
因为 ,令 ,得 ,
所以,当 时, 单调递减;
当 时, 单调递增;当 时, 单调递减,
因为 ,当 时 ,所以,函数 的图象大致如图:所以当 时,图像有两个交点,切线有两条.
故选:B.
30.(2024·宁夏银川·二模)已知点 不在函数 的图象上,且过点 仅有一条直线与
的图象相切,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】点 不在函数 的图象上,
则 ,即 ,
设过点 的直线与 的图象相切于 ,
则切线的斜率 ,整理可得 ,
则问题可转化为 只有一个零点,且 ,
令 ,可得 或 ,
当 时, ,则 单调递增,
当 时, ,则 单调递减,
当 时, ,则 单调递增,
即当 时, 有极大值,当 时, 有极小值,
要使 仅有一个零点,
或
故选:B题型八:利用导数的几何意义求最值问题
31.(2024·陕西西安·二模)若 , ,则 的最小值为
( )
A. B.6 C.8 D.12
【答案】C
【解析】由题意,设函数 ,直线 ,
设直线 与函数 的切点为
可得 ,可得 ,解得 ,可得 ,
即切点坐标为 ,则切点到直线 的距离为 ,
又因为 表示点 到直线 的距离为平方,
所以 的最小值为 .
故选:C.
32.(2024·广东·一模)设点 在曲线 上,点 在直线 上,则 的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】令 ,得 ,代入曲线 ,
所以 的最小值即为点 到直线 的距离 .
故选:B.
33.已知点P是曲线 上任意一点,点Q是直线 上任一点,则 的最小值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【解析】函数 的定义域为全体正实数,
,当 时, 单调递增,
当 时, 单调递减,函数图象如下图:
过点 的曲线 的切线与直线 平行时, 最小,
即有 ,
所以 ,
故选:A
34.(2024·高三·四川成都·期末)已知 为函数 图象上一动点,则
的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【解题思路】先观察出函数关于 对称,在根据所求的式子可以判断 时比 的值要大,所以只需
研究 的情况即可,把所求的式子经过换元,适当的变形转化为复合函数问题,其中一个内层函数又是
两点斜率问题,借助数形结合思想和导数的几何意义即可求出最值.
【解析】由函数解析式可知函数 关于 对称,设 ,不妨设
则 ,当 , ,
即当 时 的值要大于 时 的值,所以只需研究 的情况即可,
当 时, ,设 ,
则 ,
根据复合函数单调性可知: 时, 递增,当 , 递减.,所以 的几何意义是函数 上一点与点 的斜率,
设过点 的切线与函数 的交点坐标(即切点)为 ,
,
所以切线的斜率 ,切线方程为 ,把点 代
入切线方程整理得:
,所以 或 ,设 , ,
所以 在 单调递增,所以 ,
即 不合题意,所以 ,此时切线的斜率 ,
如图:
根据数形结合思想可知 的范围为 ,所以当 时, 最大,
此时 .
故选:A
35.设点 在曲线 上,点 在直线 上,则 的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【解析】 和 互为反函数,问题可以转化为直线 到 距离的两倍.
令 得 故切点为
由 ,所以 .
故选:C.题型九:牛顿迭代法
36.英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点.已知二次函数 有两个不相等的实根 ,
其中 .在函数 图像上横坐标为 的点处作曲线 的切线,切线与x轴交点的横坐标为 ;
用 代替 ,重复以上的过程得到 ;一直下去,得到数列 ,记 ,且 ,下
列说法正确的是( )
A. B.
C.数列 是等差数列 D.数列 的前n项和
【答案】D
【解析】由 ,得 ,则 ,故A错误;
因为二次函数 有两个不等实数根 ,
所以不妨设 ,
因为 ,所以 ,
所以在横坐标为 的点处的切线方程为: ,
令 ,则 ,
因为 ,
所以 ,即 ,
所以数列 是公比为2,首项为1的等比数列,
所以 ,且 ,故BC错误;
由 ,所以 ,故D正确.
故选:D
37.人们很早以前就开始探索高次方程的数值求解问题.牛顿(1643—1727)给出了牛顿法——用“作切
线”的方法求方程的近似解.如图,方程 的根就是函数 的零点r,取初始值 处的切线与x轴的交点为 , 在 处的切线与x轴的交点为 ,一直这样下去,得到 , , ,…, ,它们越
来越接近r.若 , ,则用牛顿法得到的r的近似值 约为( )
A.1.438 B.1.417 C.1.415 D.1.375
【答案】B
【解析】由题意,得 , , ,
所以曲线 在点 处的切线方程为 ,
令 ,得 .
又 , ,
所以曲线 在点 处的切线方程为 ,
令 ,解得 .
故选:B.
38.(2024·高三·四川成都·期中)科学家牛顿用“作切线”的方法求函数的零点时,给出了“牛顿数列”,
其定义是:对于函数 ,若数列 满足 ,则称数列 为牛顿数列,若函数
,数列 为牛顿数列且 , ,则 的值是( )
A.9 B. C. D.7
【答案】C
【解析】因为 ,所以 ,
所以 ,所以 ,所以 ,所以数列 是以2为首项, 为公比的等比数列,
所以 ,所以 ,
所以 ,
故选:C.
题型十:切线平行、垂直、重合问题
39.(2024·河南·模拟预测)已知函数 的图象经过 两点,且 的图象在
处的切线互相垂直,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为 ,则 ,
构建 ,则 ,
当 时, ;当 时, ;
可知 在 上单调递增,在 上单调递减,
且 ,当 趋近于 时, 趋近于 ,
可知 的值域为 ,
由题意可知:存在 ,使得 ,
则 ,即 ,解得 ,
所以 的取值范围是 .
故选:D.
40.已知函数 的图象在 两个不同点处的切线相互平行,则
的取值可以为( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】D【解析】由 ,则 ,
则 , ,
依题意可得 且 、 、 ,
所以 ,
所以 ,
经验证,当 、 分别取 、 时 满足题意.
故选:D
41.(2024·云南曲靖·一模)已知 ,若点 为曲线 与曲线 的交点,且
两条曲线在点 处的切线重合,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设点 的横坐标为 ,则由 可得 ,
又 可得 ,
且两条曲线在点 处的切线重合,
所以切线的斜率 ,解得 或 (舍去),
即点 的横坐标为 ,
由点 为曲线 与曲线 的交点,
所以 ,即 ,
令 ,
则 ,
令 可得 ,由 知,当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 ,当 ,
则实数 的取值范围为 .
故选:C.
42.已知函数 的图象在 两个不同点处的切线相互平行,则
的取值可以为( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】D
【解析】由 ,得 ,
则 ,
依题意可得 ,且 ,
整理得 ,
所以 ,所以 ,
经验证,当 分别取2, 时, 满足题意.
故选:D.
43.已知函数 的图象上存在不同的两点 ,使得曲线 在这两点处的切线
重合, 则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】解法一:设 , ,根据题意分析可知 ,根据导数的几何意义分别求在 两点处的切线,由题意可得 ,化简可得 ,换元结合函
数单调性分析求解;解法二:根据题意结合图象分析可知 ,运算求解即可.
【解析】解法一:当 时,则 ,可知 在 内单调递增;
当 时,则 ,可知 在 内单调递减;
设 , 为该函数图象上的两点,且 ,
若曲线 在 两点处的切线重合,则 ,
结合 的单调性可知 ,
则函数 在点 处的切线方程为:
,即 ;
函数 在点 处的切线方程为:
,即 ;
两直线重合的充要条件是 ,
消去 可得 ,
且
令 ,则 ,可得 在 为增函数,
所以 ,结合选项可知A正确;
解法二:由题意可知: 在区间 内单调递减,在 内单调递增,
根据公切线导数值相等的原理,可知公切线只会出现在单调性一致的区间,
故只能出现在区间 ,
由于函数在这两个区间属于凹函数,故可类比两圆相离的外公切线,且当 趋近于 , 趋近于0,
由图象可知: ,解得 ,结合选项可知A正确;
故选:A.
44.(2024·山西·模拟预测)已知函数 若对任意 ,曲线
在点 和 处的切线互相平行或重合,则实数 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】由函数 ,
可得 ,
因为曲线 在点 和 处的切线互相平行或重合,
可得 为偶函数,所以 ,解得 .
故选:C.
题型十一:奇偶函数图像的切线斜率问题
45.已知奇函数 及其导函数 的定义域均为 ,若 恒成立,则
.
【答案】1
【解析】奇函数 及其导函数 的定义域均为 ,
变形为 ,
令 ,则 ,
又 为奇函数,故 ,
故 为奇函数,故 ,
即 ,所以 ,又 ,故 ,
所以 的一个周期为4,
则 ,且 ,
其中 ,故 ,即 ,
由于 为R上的奇函数,故 ,
两边求导得 ,
令 得 ,解得 ,
故 .
故答案为:1
46.(2024·全国·模拟预测)已知函数 及其导函数 ,若 是偶函数, 是奇函
数,奇函数 满足 是偶函数,则关于 的不等式 的解集为 .
【答案】
【解析】因为 是偶函数,所以 ,即 ①,
因为 是奇函数,所以 ,即 ②,
联立①②,得 ,
所以 ( 为常数).
因为奇函数 满足 是偶函数,
所以 , ,
即 ,
所以 在 上是减函数.
又 ,所以 ,即 ,
所以不等式 的解集为 .
故答案为: .
47.已知函数 与偶函数 在交点 处的切线相同,则函数 在 处的切线方
程为( )
A. B.
C. D.【答案】D
【解析】由函数 ,可得 ,所以 且 ,
因为函数 与偶函数 在交点 处的切线相同,
所以函数 与 相切于 ,且 ,
又因为 为偶函数,所以 ,且 ,
所以函数 在 处的切线方程为 ,即 .
故选:D.
题型十二:切线斜率的取值范围问题
48.以正弦曲线 上一点P为切点得切线为直线l,则直线l的倾斜角的范围是( )
A. ∪ B.
C. D. ∪
【答案】A
【解析】因为 ,所以 ,
∴切线的斜率范围是 ,
∴倾斜角的范围是 ∪ ,
故选:A.
49.点 在曲线 上移动,设点 处切线的倾斜角为 ,则角 的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 ,
所以点 处切线的斜率的取值范围为 ,即 ,
又 ,所以角 的范围是 .故选:C.
50.点P在曲线 上移动,设点P处切线的倾斜角为 ,则角 的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 可得 ,
,即 ,
当 时, ;
当 时, .
,
故选: .
1.(2024·浙江绍兴·二模)函数 在点 处的切线与直线 平行,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 ,则 ,
因为函数 在点 处的切线与直线 平行,
所以 ,解得 ,
故选:A.
2.(2024·高三·江西赣州·期中)已知函数 ( )在点 处的切线为直线 ,若直
线 与两坐标轴围成的三角形的面积为 ,则实数 ( )
A. B.1 C.2 D.【答案】C
【解析】易知 , ,且 ,
所以直线 ,
它与两坐标轴的交点坐标分别为 和 ,
可得 ,又 ,
解得 .
故选:C
3.(2024·河南·模拟预测)函数 与直线 相切于点 ,则点 的横坐标为( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】B
【解析】设函数 与直线 相切于点 ,
直线 的斜率为 ,
,所以 ,所以 .
故选:B.
4.若函数 的图像在点 处的切线恰为直线 ,则 ( )
A.3 B. C.1 D.
【答案】D
【解析】函数 的导数为 ,
由题意可得,图像在点 处的切线恰为直线 ,
所以 , ,解得 , ,
即 .
故选:D.
5.(2024·安徽合肥·模拟预测)过 且倾斜角为 的直线 与曲线 交于
两点,分别过 作曲线 的两条切线 ,若 交于 ,若直线 的倾斜角为 .则 的最
小值为( )
A. B. C. D.【答案】C
【解析】如图,设 , ,
由于曲线 ,则 ,
所以在A点的切线方程为 ,
同理在B点的切线方程为 ,
由于N点是两切线的交点,所以 ,
则 为 ,且过 ,
且 ,设 ,
,
当且仅当 时“ ”成立,
故选:C.
6.(2024·江西南昌·一模)已知抛物线 的焦点为 是抛物线 在第一象限部分上一点,若
,则抛物线 在点A处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设 ,
由 ,得 ,所以抛物线的准线方程 ,由抛物线的定义可得 ,得 代入 ,得 ,
又A是抛物线 在第一象限部分上一点,所以
由 ,得 ,所以 ,
所以抛物线 在点A处的切线方程斜率为 ,
所以抛物线 在点A处的切线方程为 ,即 ,
故选:A
7.(2024·陕西安康·模拟预测)若直线 是曲线 的一条切线,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设切点坐标为 ,则切点在直线上,也在曲线上,
所以
又切线斜率 且 ,
所以 ,代入可得 ,
故选: .
8.若过点 可以作曲线 的两条切线,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设切点坐标为 ,由于 ,因此切线方程为 ,
又切线过点 ,则 , ,
设 ,函数定义域是 ,
则直线 与曲线 有两个不同的交点, ,
当 时, 恒成立, 在定义域内单调递增,不合题意;
当 时, 时, , 单调递减,
时, , 单调递增,所以 ,结合图象可知 ,即 .
故选:A.
9.(多选题)(2024·湖南·二模)下列函数的图象与直线 相切的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】选项A中,若 与 相切,设切点为 ,
易知 ,则 ,解得 ,即切点为 ,切线为 ,A正确;
选项B中,若 与 相切,设切点为 ,
易知 ,则 ,解得 ,切点为 ,切线方程为 ,即B错误;
选项C中,若 与 相切,设切点为 ,
易知 ,则 ,解得 ,
当 时,切点为 ,切线方程为 ,C正确;
选项D中,易知 与 有三个交点, ,
又 ,显然在三个交点处的斜率均不是1,所以 不是切线,D错误.
故选:AC
10.(多选题)(2024·河南郑州·模拟预测)过点 作直线 l与函数 的图象相切,则
( )
A.若P与原点重合,则l方程为
B.若l与直线 垂直,则
C.若点P在 的图象上,则符合条件的l只有1条
D.若符合条件的l有3条,则
【答案】AD
【 解 析 】 设 l 与 的 图 象 切 于 点 , 当 点 与 点 不 重 合 时 , 切 线 斜 率, 整 理 得 : , 当 点 与 点 重 合 时 , 切 线 斜 率
,
对于A,若P与原点重合,点 在函数 图象上,则 ,此时 , ,l即x轴,方
程为 ,A正确;
对于B,若l与直线 垂直,则 , ,
当点 为切点时, 或 ,
当点 不为切点时,满足 ,整理得 ,
当 时 , ,当 时 , ,B错误;
对 于 C , 当 点 P 在 的 图 象 上 时 , , , 则 , 即
,所以 或 ,故 有两解,符合条件的直线有两条, C错误;
对于 D,若符合条件的 l 有 3 条,则点 不在 图象上,设 l 与 的图象切于点
,则有 ,
设 , ,
由 得 或 ,符合条件的l有3条, 有3个零点,
则 ,所以 , , ,D正确.
故选:AD.
11.(多选题)(2024·全国·模拟预测)已知函数 .若过原点可作函数的三条切线,则
( )
A. 恰有2个异号极值点 B.若 ,则
C. 恰有2个异号零点 D.若 ,则
【答案】BD
【解析】因为 ,所以 在 上单调递增,故AC错误;
设过原点的函数的切线的切点为 ,则切线的斜率 ,
所以切线方程为 ,
即 ,因为过原点 ,所以 ,
化简得 ,即方程有3个不等实数根,
令 ,则 ,
当 时, 或 时, , 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 极大值 ,极小值为 ,如图,
所以 与 相交有三个交点需满足 ,故B正确;
同理,当 时,可知 极大值 ,极小值为 ,如图,
可得 时, 与 相交有三个交点,故D正确.
故选:BD
12.(多选题)(2024·湖南·一模)英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点.如图,在横坐
标为 的点处作 的切线,切线与 轴交点的横坐标为 ;用 代替 重复上面的过程得到 ;一直
下去,得到数列 ,叫作牛顿数列.若函数 且 ,数列 的前
项和为 ,则下列说法正确的是( )A. B.数列 是递减数列
C.数列 是等比数列 D.
【答案】ACD
【解析】 ,所以 在点 处的切线方程为: ,
令 0,得 ,故A正确.
,故 ,即 ,
所以数列 是以1为首项,2为公比的等比数列,故B错误,C正确,
所以 ,D正确.
故选;ACD
13.(2024·河北沧州·模拟预测)已知直线 是曲线 和 的公切线,则实数a=
.
【答案】3
【解析】设直线l与曲线 相切于点 ,
由 ,得 ,因为l与曲线 相切,
所以 消去 ,得 ,解得 .
设l与曲线 相切于点 ,由 ,得 ,即 ,
因为 是l与曲线 的公共点,
所以 消去 ,得 ,即 ,解得 .
故答案为:3.14.(2024·河南信阳·模拟预测)若过点 仅可作曲线 的两条切线,则 的取值范围是 .
【答案】
【解析】设切点为: ,
,
所以切线方程为 ,
又因为切线过点 ,
所以 ,
即 ,
令 ,
则 ,
令 ,得 或 ,
当 或 时, ,当 时, ,
,
当 时,则 ,且 ;
当 时,则 ,
所以 的图象如图所示:
因为过点 仅可作曲线 的两条切线,
所以 与 的图象有两个交点,
则 或 .
故答案为: .
15.(2024·安徽·三模)已知曲线 与曲线 在第一象限交于点A,记两条曲线在点A处的切线的倾斜角分别为 ,则 .
【答案】 /
【解析】 ,解得 , ,故 ,
设曲线 在点A处的切线为 ,即 ,
曲线 在点A处的切线为 ,
由 可得其圆心为 ,半径为 ,
则有 ,即 ,解得 ,
对 ,有 ,则 ,则 ,
即 , ,
则 .
故答案为: .
16.(2024·福建宁德·三模)已知曲线 和圆 有2个交点,则实数 的取值范围是
.
【答案】
【解析】当 时,由图象的变换可得, 与 一定有两个交点,
当 , 过点 ,
求导可得 , ,所以 在 处的切线方程为 ,此时 的圆心到直线 的距离 ,
所以直线与圆只有一个公共点 ,
此时 与 只有一个交点,
当 向左移动时,即 时, 与 一定没有交点,
当 时, 与 一定有两个交点,
故曲线 与 有两个交点时 的取值范围为 .
故答案为: .
17.(2024·河南·二模)若两个函数 和 存在过点 的公切线,设切点
坐标分别为 ,则 .
【答案】9
【解析】 ,设切点坐标为 ,切线斜率为 ,
切线方程为 ,将 代入得 ,
即 .
,设切点坐标为 ,切线斜率为 ,
切线方程为 ,将 代入得 ,
即 ,
又因为 ,可得 ,即 ,
,
所以 .
故答案为:91.(2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题)若曲线 在点 处的切线也是曲线 的切
线,则 .
【答案】
【解析】由 得 , ,
故曲线 在 处的切线方程为 ;
由 得 ,
设切线与曲线 相切的切点为 ,
由两曲线有公切线得 ,解得 ,则切点为 ,
切线方程为 ,
根据两切线重合,所以 ,解得 .
故答案为:
2.(2024年北京高考数学真题)设函数 ,直线 是曲线 在点
处的切线.
(1)当 时,求 的单调区间.
(2)求证: 不经过点 .
(3)当 时,设点 , , , 为 与 轴的交点, 与 分别表示
与 的面积.是否存在点 使得 成立?若存在,这样的点 有几个?
(参考数据: , , )
【解析】(1) ,
当 时, ;当 , ;
在 上单调递减,在 上单调递增.
则 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 .(2) ,切线 的斜率为 ,
则切线方程为 ,
将 代入则 ,
即 ,则 , ,
令 ,
假设 过 ,则 在 存在零点.
, 在 上单调递增, ,
在 无零点, 与假设矛盾,故直线 不过 .
(3) 时, .
,设 与 轴交点 为 ,
时,若 ,则此时 与 必有交点,与切线定义矛盾.
由(2)知 .所以 ,
则切线 的方程为 ,
令 ,则 .
,则 ,
,记 ,
满足条件的 有几个即 有几个零点.
,
当 时, ,此时 单调递减;
当 时, ,此时 单调递增;
当 时, ,此时 单调递减;因为 ,
,
所以由零点存在性定理及 的单调性, 在 上必有一个零点,在 上必有一个零点,
综上所述, 有两个零点,即满足 的 有两个.
3.(2021年全国新高考I卷数学试题)若过点 可以作曲线 的两条切线,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】在曲线 上任取一点 ,对函数 求导得 ,
所以,曲线 在点 处的切线方程为 ,即 ,
由题意可知,点 在直线 上,可得 ,
令 ,则 .
当 时, ,此时函数 单调递增,
当 时, ,此时函数 单调递减,
所以, ,
由题意可知,直线 与曲线 的图象有两个交点,则 ,
当 时, ,当 时, ,作出函数 的图象如下图所示:
由图可知,当 时,直线 与曲线 的图象有两个交点.
故选:D.
解法二:画出函数曲线 的图象如图所示,根据直观即可判定点 在曲线下方和 轴上方时才可以
作出两条切线.由此可知 .故选:D.
4.(2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(山东卷精编版))若函数 的图象上存在
两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称 具有 性质.下列函数中具有 性质的
是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,
则函数y=f(x)的导函数上存在两点,使这点的导函数值乘积为﹣1,
当y=sinx时,y′=cosx,满足条件;
当y=lnx时,y′ 0恒成立,不满足条件;
当y=ex时,y′=ex>0恒成立,不满足条件;
当y=x3时,y′=3x2>0恒成立,不满足条件;
故选A.
考点:导数及其性质.
5.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标I卷))设函数 .
若 为奇函数,则曲线 在点 处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】分析:利用奇函数偶次项系数为零求得 ,进而得到 的解析式,再对 求导得出切线的
斜率 ,进而求得切线方程.
因为函数 是奇函数,所以 ,解得 ,
所以 , ,
所以 ,
所以曲线 在点 处的切线方程为 ,化简可得 ,故选D.
6.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ))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.
7.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ))若直线l与曲线y= 和x2+y2= 都相切,则l
的方程为( )
A.y=2x+1 B.y=2x+ C.y= x+1 D.y= x+
【答案】D
【解析】设直线 在曲线 上的切点为 ,则 ,
函数 的导数为 ,则直线 的斜率 ,
设直线 的方程为 ,即 ,
由于直线 与圆 相切,则 ,
两边平方并整理得 ,解得 , (舍),
则直线 的方程为 ,即 .
故选:D.
8.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))函数 的图像在点 处的切
线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】 , , , ,
因此,所求切线的方程为 ,即 .故选:B.
9.(2022年新高考全国II卷数学真题)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: ; .
10.(2021年全国新高考II卷数学试题)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:
11.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)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: .
12.(2019年江苏省高考数学试卷)在平面直角坐标系 中,P是曲线 上的一个动点,
则点P到直线x+y=0的距离的最小值是 .
【答案】4.
【解析】当直线 平移到与曲线 相切位置时,切点Q即为点P到直线 的距离最小.
由 ,得 , ,
即切点 ,
则切点Q到直线 的距离为 ,
故答案为 .
13.(2019年江苏省高考数学试卷)在平面直角坐标系 中,点A在曲线y=lnx上,且该曲线在点A处
的切线经过点(-e,-1)(e为自然对数的底数),则点A的坐标是 .
【答案】 .
【解析】设点 ,则 .又 ,
当 时, ,
点A在曲线 上的切线为 ,
即 ,
代入点 ,得 ,
即 ,
考查函数 ,当 时, ,当 时, ,
且 ,当 时, 单调递增,注意到 ,故 存在唯一的实数根 ,此时 ,
故点 的坐标为 .
14.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))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 .
15.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))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: .