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专题 3.1 导数的概念及其意义与运算【八大题型】
【新高考专用】
1、导数的概念及其意义与运算
导数是高考数学的必考内容,导数的概念及其意义、导数的运算是高考常考的热点内容,从近几年的
高考情况来看,一般以选择题、填空题的形式考察导数的几何意义、求曲线的切线方程,试题难度属中低
档;导数的几何意义也可能会作为解答题中的一问进行考查,复习时要加强这方面的训练.
【知识点1 导数的运算的方法技巧】
1.导数的运算的方法技巧
(1)求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.
(2)抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解.(3)复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.
2.求复合函数导数的步骤
第一步:分层:选择中间变量,写出构成它的内、外层函数;
第二步:分别求导:分别求各层函数对相应变量的导数;
第三步:相乘:把上述求导的结果相乘;
第四步:变量回代:把中间变量代回.
【知识点2 切线问题的解题策略】
1.求曲线“在”某点的切线方程的解题策略:
(1)求出函数y=f(x)在x=x 处的导数,即曲线y=f(x)在点(x,f(x))处切线的斜率;
0 0 0
(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为y=y+f'(x)(x-x).
0 0 0
2.求曲线“过”某点的切线方程的解题通法:
(1)设出切点坐标T(x,f(x))(不出现y);
0 0 0
(2)利用切点坐标写出切线方程:y=f(x)+f'(x)(x-x);
0 0 0
(3)将已知条件代入②中的切线方程求解.
3.与切线有关的参数问题的解题策略:
(1)处理与切线有关的参数问题,通常利用曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程(组)并解出参
数:①切点处的导数是切线的斜率;
②切点在切线上,故满足切线方程;
③切点在曲线上,故满足曲线方程.
(2)利用导数的几何意义求参数问题时,注意利用数形结合,化归与转化的思想方法.
4.公切线问题的解题思路
求两条曲线的公切线,如果同时考虑两条曲线与直线相切,头绪会比较乱,为了使思路更清晰,一般
是把两条曲线分开考虑,先分析其中一条曲线与直线相切,再分析另一条曲线与直线相切,直线与抛物线
相切可用判别式法.
【题型1 导数的定义及其应用】
lim f (x +2Δx)−f (x )
【例1】(24-25高三上·上海·期中)若函数 y=f(x) 在 x=x 处的导数等于 a ,则 Δx→0 0 0
0
Δx
的值为( )
1
A.0 B. a C.a D.2a
2
【变式1-1】(23-24高二下·辽宁鞍山·期末)已知函数 f (x) 的图象如图所示,f′(x) 是 f (x) 的导函数,
则下列数值排序正确的是( )A.00)是曲线f (x)=ex与曲线
g(x)=lnx+2的公切线,则a+b等于( )
A.e+2 B.3 C.e+1 D.2
【变式7-2】(23-24高二下·江苏常州·阶段练习)已知函数f (x)=−x3+x+1,g(x)=e−2x+1.
(1)求曲线y=f (x)过点(1,1)处的切线;
(2)若曲线y=f (x)在点(1,1)处的切线与曲线y=g(x)在x=t(t∈R)处的切线平行,求t的值.
【变式7-3】(2024·湖南郴州·三模)已知函数f (x)=x2−ax+1,g(x)=lnx+a(a∈R).
(1)若a=1,f (x)>g(x)在区间(0,t)上恒成立,求实数t的取值范围;
(2)若函数f (x)和g(x)有公切线,求实数a的取值范围.
【题型8 与切线有关的最值问题】
【例8】(23-24高二下·甘肃酒泉·期末)若点P是曲线y=4lnx−x2上任意一点,则点P到直线
l:2x+ y−5ln2=0的距离的最小值为( )
√5ln2 2√5 5√5 4ln2
A. B. C. D.
5 5 2 5
【变式8-1】(23-24高三上·安徽合肥·期中)点P,Q分别是函数f (x)=3x−4,g(x)=x2−2lnx图象上的
动点,则|PQ|2的最小值为( )
3 3
A. (2+ln2) 2 B. (2−ln2) 2
5 5
2 2
C. (1+ln2) 2 D. (1−ln2) 2
5 5ωx ωx
1+2tan −tan2
2 2
【变式8-2】(2024·四川绵阳·模拟预测)已知函数f (x)= (ω>0),若
ωx
1+tan2
2
[ π π]
∃x ∈ − , 使得f (x)的图象在点(x ,f (x ))处的切线与x轴平行,则ω的最小值是( )
0 4 3 0 0
3 3
A.2 B. C.1 D.
2 4
【变式8-3】(2024·浙江·模拟预测)已知直线y=ax+b与曲线y=ln(ex)相切,则a+b的最小值为
( )
1
A. B.1 C.√2 D.√3
2
ex
(
e
)
1.(2023·全国·高考真题)曲线y= 在点 1, 处的切线方程为( )
x+1 2
e e e e e 3e
A.y= x B.y= x C.y= x+ D.y= x+
4 2 4 4 2 4
2.(2024·全国·高考真题)设函数 ex+2sinx ,则曲线 在点 处的切线与两坐标轴所围
f (x)= y=f (x) (0,1)
1+x2
成的三角形的面积为( )
1 1 1 2
A. B. C. D.
6 3 2 3
3.(2024·上海·高考真题)现定义如下:当x∈(n,n+1)时(n∈N),若f (x+1)=f′(x),则称f (x)为延展
函数.已知当x∈(0,1)时,g(x)=ex且ℎ(x)=x10,且g(x),ℎ(x)均为延展函数,则以下结论( )
(1)存在y=kx+b(k,b∈R,k,b≠0)与y=g(x)有无穷个交点
(2)存在y=kx+b(k,b∈R,k,b≠0)与y= ℎ(x)有无穷个交点
A.(1)(2)都成立 B.(1)(2)都不成立
C.(1)成立(2)不成立 D.(1)不成立(2)成立.
4.(2022·全国·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 .
y=(x+a)ex
5.(2022·全国·高考真题)曲线y=ln|x|过坐标原点的两条切线的方程为 , .
6.(2024·广东江苏·高考真题)若曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线也是曲线y=ln(x+1)+a的切线,则a=
.