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[基础题组练]
1.已知函数f(x)=cos x,则f(π)+f′=( )
A.- B.-
C.- D.-
解析:选C.因为f′(x)=-cos x+(-sin x),所以f(π)+f′=-+·(-1)=-.
2.(2019·福州模拟)曲线f(x)=x+ln x在点(1,1)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积
为( )
A.2 B.
C. D.
解析:选D.f′(x)=1+,则f′(1)=2,故曲线f(x)=x+ln x在点(1,1)处的切线方程为y-1
=2(x-1),即y=2x-1,此切线与两坐标轴的交点坐标分别为(0,-1),,则切线与坐标轴围
成的三角形的面积为×1×=,故选D.
3.已知曲线y=-3ln x的一条切线的斜率为,则切点的横坐标为( )
A.3 B.2
C.1 D.
解析:选A.因为y′=-,令y′=,解得x=3,即切点的横坐标为3.
4.如图所示为函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是(
)
解析:选D.由y=f′(x)的图象知y=f′(x)在(0,+∞)上单调递减,说明函数y=f(x)的切线
的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故排除A、C.又由图象知y=f′(x)与y=g′(x)的图象在x=x
0
处相交,说明y=f(x)与y=g(x)的图象在x=x 处的切线的斜率相同,故排除B.
0
5.函数g(x)=x3+x2+3ln x+b(b∈R)在x=1处的切线过点(0,-5),则b的值为( )
A. B.C. D.
解析:选B.当x=1时,g(1)=1++b=+b,
又g′(x)=3x2+5x+,
所以切线斜率k=g′(1)=3+5+3=11,
从而切线方程为y=11x-5,
由于点在切线上,所以+b=11-5,
解得b=.故选B.
6.已知f(x)=ax4+bcos x+7x-2.若f′(2 018)=6,则f′(-2 018)=________.
解析:因为f′(x)=4ax3-bsin x+7,
所以f′(-x)=4a(-x)3-bsin(-x)+7
=-4ax3+bsin x+7.
所以f′(x)+f′(-x)=14.
又f′(2 018)=6,
所以f′(-2 018)=14-6=8.
答案:8
7.(2019·广州市调研测试)若过点A(a,0)作曲线C:y=xex的切线有且仅有两条,则实数a
的取值范围是________.
解析:设切点坐标为(x,xex),y′=(x+1)ex,y′|x=x=(x+1)ex,所以切线方程为y-
0 0 0 0 0 0
xex=(x+1)ex(x-x),将点A(a,0)代入可得-xex=(x+1)ex(a-x),化简,得x-ax-a
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
=0,过点A(a,0)作曲线C的切线有且仅有两条,即方程x-ax-a=0有两个不同的解,则有
0
Δ=a2+4a>0,解得a>0或a<-4,故实数a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).
答案:(-∞,-4)∪(0,+∞)
8.(2019·南昌第一次模拟)设函数f(x)在(0,+∞)内可导,其导函数为f′(x),且f(ln x)=x
+ln x,则f′(1)=________.
解析:因为f(ln x)=x+ln x,所以f(x)=x+ex,
所以f′(x)=1+ex,所以f′(1)=1+e1=1+e.
答案:1+e
9.已知函数f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x+b(a,b∈R).
(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率为-3,求a,b的值;
(2)若曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,求a的取值范围.
解:f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2).
(1)由题意得
解得b=0,a=-3或a=1.
(2)因为曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,
所以关于x的方程f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2)=0有两个不相等的实数根,
所以Δ=4(1-a)2+12a(a+2)>0,即4a2+4a+1>0,
所以a≠-.
所以a的取值范围为∪.
10.已知函数f(x)=x3+x-16.
(1)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;
(2)直线l为曲线y=f(x)的切线,且经过原点,求直线l的方程及切点坐标;
(3)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线y=-x+3垂直,求切点坐标与切线的方程.
解:(1)可判定点(2,-6)在曲线y=f(x)上.
因为f′(x)=(x3+x-16)′=3x2+1.
所以f(x)在点(2,-6)处的切线的斜率为k=f′(2)=13.
所以切线的方程为y=13(x-2)+(-6),
即y=13x-32.
(2)设切点为(x,y),
0 0
则直线l的斜率为f′(x)=3x+1,
0
所以直线l的方程为
y=(3x+1)(x-x)+x+x-16,
0 0
又因为直线l过点(0,0),
所以0=(3x+1)(-x)+x+x-16,
0 0
整理得,x=-8,
所以x=-2,
0
所以y=(-2)3+(-2)-16=-26,
0
k=3×(-2)2+1=13.
所以直线l的方程为y=13x,切点坐标为(-2,-26).
(3)因为切线与直线y=-x+3垂直,
所以切线的斜率k=4.
设切点的坐标为(x,y),
0 0
则f′(x)=3x+1=4,
0
所以x=±1.
0
所以或
即切点坐标为(1,-14)或(-1,-18),
切线方程为y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18.
即y=4x-18或y=4x-14.
[综合题组练]
1.(应用型)在等比数列{a}中,a=2,a=4,函数f(x)=x(x-a)(x-a)·…·(x-a),则
n 1 8 1 2 8
f′(0)=( )
A.26 B.29C.212 D.215
解析:选C.因为f′(x)=x′·[(x-a)(x-a)·…·(x-a)]+[(x-a)·(x-a)·…·(x-a)]′·x=(x
1 2 8 1 2 8
-a)(x-a)·…·(x-a)+[(x-a)(x-a)·…·(x-a)]′·x,
1 2 8 1 2 8
所以f′(0)=(0-a)(0-a)·…·(0-a)+0=aa·…·a.
1 2 8 1 2 8
因为数列{a}为等比数列,所以aa=aa=aa=aa=8,所以f′(0)=84=212.故选C.
n 2 7 3 6 4 5 1 8
2.(应用型)(2019·成都第二次诊断检测)若曲线y=f(x)=ln x+ax2(a为常数)不存在斜率
为负数的切线,则实数a的取值范围是( )
A. B.[-,+∞)
C.(0,+∞) D.[0,+∞)
解析:选D.f′(x)=+2ax=(x>0),根据题意有f′(x)≥0(x>0)恒成立,所以2ax2+1≥0(x>0)
恒成立,即2a≥-(x>0)恒成立,所以a≥0,故实数a的取值范围为[0,+∞).故选D.
3.(创新型)(2019·黑龙江伊春质检)曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+8=0的最短
距离是________.
解析:设M(x,ln(2x-1))为曲线上的任意一点,则曲线在M点处的切线与直线2x-y+
0 0
8=0平行时,M点到直线的距离即为曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+8=0的最短距
离.
因为y′=,所以=2,解得x=1,所以M(1,0).记点M到直线2x-y+8=0的距离为d,
0
则d==2.
答案:2
4.设有抛物线C:y=-x2+x-4,过原点O作C的切线y=kx,使切点P在第一象限.
(1)求k的值;
(2)过点P作切线的垂线,求它与抛物线的另一个交点Q的坐标.
解:(1)由题意得,y′=-2x+.设点P的坐标为(x,y),
1 1
则y=kx,①
1 1
y=-x+x-4,②
1 1
-2x+=k,③
1
联立①②③得,x=2,x=-2(舍去).
1 2
所以k=.
(2)过P点作切线的垂线,
其方程为y=-2x+5.④
将④代入抛物线方程得,
x2-x+9=0.
设Q点的坐标为(x,y),则2x=9,
2 2 2
所以x=,y=-4.
2 2
所以Q点的坐标为.
5.(2019·福州质检)设函数f(x)=ax-,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为7x-4y-12=0.
(1)求f(x)的解析式;
(2)证明:曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形的面积
为定值,并求此定值.
解:(1)方程7x-4y-12=0可化为y=x-3.
当x=2时,y=.又f′(x)=a+,
于是解得故f(x)=x-.
(2)证明:设P(x,y)为曲线上任一点,由y′=1+,知曲线在点P(x,y)处的切线方程为
0 0 0 0
y-y=(x-x),
0 0
即y-=(x-x).
0
令x=0,得y=-,
从而得切线与直线x=0的交点坐标为.
令y=x,得y=x=2x,
0
从而得切线与直线y=x的交点坐标为(2x,2x).
0 0
所以点P(x,y)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形的面积为S=|2x|=6.
0 0 0
故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形的面积为定值,且此
定值为6.