[A級 基礎練]1.已知函數(shù)f(x)可導,則lim等于( )A.f′(x) B.f′(2)C.f(x) D.f(2)解析:選B.因為函數(shù)f(x)可導,所以f′(x)=lim,所以lim=f′(2).2.函數(shù)y=x2cosx在x=1處的導數(shù)是( )A.0B.2cos1-sin1C.cos1-sin1D.1解析:選B.因為y′=(x2cosx)′=(x2)′cosx+x2·(cosx)′=2xcosx-x2sinx,所以y′|x=1=2cos1-sin1.3.已知f(x)=x(2021+lnx),若f′(x0)=2022,則x0=( )A.e2 B.1C.ln2D.e解析:選B.因為f(x)=x(2021+lnx),所以f′(x)=2021+lnx+1=2022+lnx,又f′(x0)=2022,所以2022+lnx0=2022,所以x0=1.4.(2021·麗水模擬)曲線f(x)=在點P(1,f(1))處的切線l的方程為( )A.x+y-2=0B.2x+y-3=0C.3x+y+2=0D.3x+y-4=0
解析:選D.因為f(x)=,所以f′(x)=,所以f′(1)=-3,又f(1)=1,所以所求切線方程為y-1=-3(x-1),即3x+y-4=0.5.如圖,y=f(x)是可導函數(shù),直線l:y=kx+2是曲線y=f(x)在x=3處的切線,令g(x)=xf(x),其中g′(x)是g(x)的導函數(shù),則g′(3)=( )A.-1B.0C.2D.4解析:選B.由題圖可得曲線y=f(x)在x=3處切線的斜率等于-,即f′(3)=-.又因為g(x)=xf(x),所以g′(x)=f(x)+xf′(x),g′(3)=f(3)+3f′(3),由題圖可知f(3)=1,所以g′(3)=1+3×=0.6.設函數(shù)f(x)在(0,+∞)內(nèi)可導,其導函數(shù)為f′(x),且f(lnx)=x+lnx,則f(x)=________,f′(1)=________.解析:因為f(lnx)=x+lnx,所以f(x)=x+ex,所以f′(x)=1+ex,所以f′(1)=1+e1=1+e.答案:x+ex 1+e7.(2020·紹興市柯橋區(qū)高三模擬)已知曲線y=x2-3lnx的一條切線的斜率為-,則切點的橫坐標為________.解析:設切點為(m,n)(m>0),y=x2-3lnx的導數(shù)為y′=x-,可得切線的斜率為m-=-,解方程可得,m=2.
答案:28.(2020·金華十校高考模擬)函數(shù)f(x)的定義域為R,f(-2)=2018,若對任意的x∈R,都有f′(x)<2x成立,則不等式f(x)<x2+2014的解集為________.解析:構(gòu)造函數(shù)g(x)=f(x)-x2-2014,則g′(x)=f′(x)-2x<0,所以函數(shù)g(x)在定義域上為減函數(shù),且g(-2)=f(-2)-22-2014=2018-4-2014=0,由f(x)<x2+2014有f(x)-x2-2014<0,即g(x)<0=g(-2),所以x>-2,不等式f(x)<x2+2014的解集為(-2,+∞).答案:(-2,+∞)9.已知函數(shù)f(x)=x3+x-16.(1)求曲線y=f(x)在點(2,-6)處的切線的方程;(2)如果曲線y=f(x)的某一切線與直線y=-x+3垂直,求切點坐標與切線的方程.解:(1)可判定點(2,-6)在曲線y=f(x)上.因為f′(x)=(x3+x-16)′=3x2+1.所以f(x)在點(2,-6)處的切線的斜率為k=f′(2)=13.所以切線的方程為y=13(x-2)+(-6),即y=13x-32.(2)因為切線與直線y=-x+3垂直,所以切線的斜率k=4.設切點的坐標為(x0,y0),則f′(x0)=3x+1=4,所以x0=±1.所以或即切點坐標為(1,-14)或(-1,-18),
切線方程為y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18.即y=4x-18或y=4x-14.[B級 綜合練]10.若點P是曲線y=x2-lnx上任意一點,則點P到直線y=x-2距離的最小值為( )A.1B.C.D.解析:選B.因為定義域為(0,+∞),令y′=2x-=1,解得x=1,則在P(1,1)處的切線方程為x-y=0,所以兩平行線間的距離為d==.11.若曲線y=f(x)=lnx+ax2(a為常數(shù))不存在斜率為負數(shù)的切線,則實數(shù)a的取值范圍是( )A.B.[-,+∞)C.(0,+∞)D.[0,+∞)解析:選D.f′(x)=+2ax=(x>0),根據(jù)題意有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,故實數(shù)a的取值范圍為[0,+∞).故選D.12.(2020·寧波四中高三月考)給出定義:若函數(shù)f(x)在D上可導,即f′(x)存在,且導函數(shù)f′(x)在D上也可導,則稱f(x)在D上存在二階導函數(shù),記f″(x)=(f′(x))′.若f″(x)<0在D上恒成立,則稱f(x)在D上為凸函數(shù).以下四個函數(shù)在上是凸函數(shù)的是________(把你認為正確的序號都填上).①f(x)=sinx+cosx;②f(x)=lnx-2x;③f(x)=-x3+2x-1;④f(x)=xex.
解析:①中,f′(x)=cosx-sinx,f″(x)=-sinx-cosx=-sin<0在區(qū)間上恒成立;②中,f′(x)=-2(x>0),f″(x)=-<0在區(qū)間上恒成立;③中,f′(x)=-3x2+2,f″(x)=-6x在區(qū)間上恒小于0.④中,f′(x)=ex+xex,f″(x)=2ex+xex=ex(x+2)>0在區(qū)間上恒成立,故④中函數(shù)不是凸函數(shù).故①②③為凸函數(shù).答案:①②③13.已知函數(shù)f(x)=ax+(x≠0)在x=2處的切線方程為3x-4y+4=0.(1)求a,b的值;(2)求證:曲線上任一點P處的切線l與直線l1:y=x,直線l2:x=0圍成的三角形的面積為定值.解:(1)由f(x)=ax+,得f′(x)=a-(x≠0).由題意得即解得a=1,b=1.(2)證明:由(1)知f(x)=x+,設曲線的切點為P,f′(x0)=1-,曲線在P處的切線方程為y-=(x-x0).
即y=x+.當x=0時,y=.即切線l與l2:x=0的交點坐標為A.由得即l與l1:y=x的交點坐標為B(2x0,2x0).又l1與l2的交點為O(0,0),則所求的三角形的面積為S=·|2x0|·=2.即切線l與l1,l2圍成的三角形的面積為定值.14.(2020·紹興一中月考)已知函數(shù)f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12和直線m:y=kx+9,且f′(-1)=0.(1)求a的值;(2)是否存在k,使直線m既是曲線y=f(x)的切線,又是曲線y=g(x)的切線?如果存在,求出k的值;如果不存在,請說明理由.解:(1)由已知得f′(x)=3ax2+6x-6a,因為f′(-1)=0,所以3a-6-6a=0,所以a=-2.(2)存在.由已知得,直線m恒過定點(0,9),若直線m是曲線y=g(x)的切線,則設切點為(x0,3x+6x0+12).因為g′(x0)=6x0+6,所以切線方程為y-(3x+6x0+12)=(6x0+6)(x-x0),將(0,9)代入切線方程,解得x0=±1.當x0=-1時,切線方程為y=9;當x0=1時,切線方程為y=12x+9.
由(1)知f(x)=-2x3+3x2+12x-11,①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2.在x=-1處,y=f(x)的切線方程為y=-18;在x=2處,y=f(x)的切線方程為y=9,所以y=f(x)與y=g(x)的公切線是y=9.②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0處,y=f(x)的切線方程為y=12x-11;在x=1處,y=f(x)的切線方程為y=12x-10,所以y=f(x)與y=g(x)的公切線不是y=12x+9.綜上所述,y=f(x)與y=g(x)的公切線是y=9,此時k=0.[C級 提升練]15.設曲線C:y=3x4-2x3-9x2+4,在曲線C上一點M(1,-4)處的切線記為l,則切線l與曲線C的公共點個數(shù)為( )A.1B.2C.3D.4解析:選C.y′=12x3-6x2-18x,則y′|x=1=12×13-6×12-18×1=-12,所以曲線y=3x4-2x3-9x2+4在點M(1,-4)處的切線方程為y+4=-12(x-1),即12x+y-8=0.聯(lián)立解得或或故切線與曲線C還有其他的公共點(-2,32),,所以切線l與曲線C的公共點個數(shù)為3.故選C.16.(2020·浙江省十校聯(lián)合體期末檢測)已知函數(shù)f(x)=aex+x2,g(x)=cos(πx)
+bx,直線l與曲線y=f(x)切于點(0,f(0)),且與曲線y=g(x)切于點(1,g(1)),則a+b=________,直線l的方程為________.解析:f′(x)=aex+2x,g′(x)=-πsin(πx)+b,f(0)=a,g(1)=cosπ+b=b-1,f′(0)=a,g′(1)=b,由題意可得f′(0)=g′(1),則a=b,又f′(0)==a,即a=b=-1,則a+b=-2;所以直線l的方程為x+y+1=0.答案:-2 x+y+1=0