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1、第 12 练导数几何意义的必会题型题型分析 高考展望 本部分题目考查导数的几何意义:函数f(x)在 xx0处的导数即为函数图象在该点处的切线的斜率,考查形式主要为选择题和填空题或者在解答题的某一步中出现(难度为低中档),内容就是求导,注意审题是过点(x0,y0)的切线还是在点(x0,y0)处的切线.体验高考1.(2016四川)设直线 l1,l2分别是函数f(x)ln x,0 x1图象上点P1,P2处的切线,l1与 l2垂直相交于点P,且 l1,l2分别与 y 轴相交于点A,B,则 PAB 的面积的取值范围是()A.(0,1)B.(0,2)C.(0,)D.(1,)答案A解析f(x)ln x,0
2、x1,f(x)1x,0 x1.若 k1 k2 1,则两个切点一个在x(0,1)的图象上为P1,一个在 x(1,)的图象上为P2.设 P1(x1,y1),P2(x2,y2),则 k11x1,k21x2.k1k2 1,x1x21.令 x1x0(0 x00,则 x0,求 a 的取值范围.解(1)f(x)的定义域为(0,).当 a4 时,f(x)(x1)ln x4(x1),f(x)ln x1x3,f(1)2,f(1)0,曲线 y f(x)在(1,f(1)处的切线方程为2xy 20.(2)当 x(1,)时,f(x)0 等价于 ln xa x1x10,设 g(x)ln xa x1x1,则 g(x)1x2a
3、x 12x22 1a x1x x12,g(1)0.当 a 2,x(1,)时,x22(1a)x 1x22x10,故 g(x)0,g(x)在(1,)上单调递增,因此 g(x)0;当 a2 时,令 g(x)0 得,x1a1a121,x2a1a 121.由 x21 和 x1x21 得 x11,故当 x(1,x2)时,g(x)0,g(x)在(1,x2)上单调递减,因此 g(x)1,函数 f(x)(1x2)exa.(1)求 f(x)的单调区间;(2)证明:f(x)在(,)上仅有一个零点;(3)若曲线 yf(x)在点 P 处的切线与x 轴平行,且在点M(m,n)处的切线与直线OP 平行(O是坐标原点),证明
4、:m3a2e 1.(1)解f(x)2xex(1x2)ex(x22x1)ex(x1)2ex,?x R,f(x)0 恒成立.f(x)的单调增区间为(,),无单调减区间.(2)证明f(0)1a,f(a)(1a2)eaa,a1,f(0)2aeaa2aaa0,f(0)f(a)0,则 m0,g(m)在(0,)上单调递增,令 g(x)0,则 m0,g(m)在(,0)上单调递减,g(m)ming(0)0.em(m1)0,即 emm1.em(m1)2(m1)3,即 a2e(m1)3.m13a2e,即 m3a2e1.高考题型精练1.已知函数f(x)xln x,若直线l 过点(0,1),并且与曲线yf(x)相切,则
5、直线l 的方程为()A.xy10 B.xy10C.xy10 D.xy 10答案B解析点(0,1)不在曲线f(x)xln x 上,设切点为(x0,y0).又 f(x)1ln x,y0 x0ln x0,y01 1ln x0 x0,解得 x01,y00.切点为(1,0),f(1)1ln 11.直线 l 的方程为yx1,即 x y10.故选 B.2.已知 f(x)ln x,g(x)12x2mx72(m0),直线 l 与函数 f(x),g(x)的图象都相切,且与f(x)图象的切点为(1,f(1),则 m 等于()A.1 B.3 C.4 D.2答案D解析f(x)1x,直线 l 的斜率为kf(1)1.又 f
6、(1)0,切线 l 的方程为 yx1.g(x)xm,设直线 l 与 g(x)的图象的切点为(x0,y0),则有 x0m1,y0 x01,y012x20mx072(m0)上不存在斜率为0 的切线,则f 1b1 的取值范围是()A.(1,)B.1,)C.(2,)D.2,)答案A解析因为函数f(x)ax2bxc,所以f 1b1abcb1acb.函数 f(x)图象上不存在斜率为0 的切线,也就是 f(x)0 无解,故 b2 4acb24,所以acb2acb2b24b1,即f 1b1acb的取值范围是(1,).7.(2015陕西)设曲线 yex在点(0,1)处的切线与曲线y1x(x0)上点 P 处的切线
7、垂直,则 P的坐标为 _.答案(1,1)解析yex,曲线 yex在点(0,1)处的切线的斜率k1 e0 1,设 P(m,n),y1x(x0)的导数为 y1x2(x0),曲线 y1x(x0)在点 P 处的切线斜率k21m2(m0),因为两切线垂直,所以k1k2 1,所以 m1,n1,则点 P 的坐标为(1,1).8.已知 f(x)x3 f(23)x2x,则 f(x)的图象在点(23,f(23)处的切线斜率是_.答案1解析f(x)3x22f(23)x1,令 x23,可得 f(23)3(23)22f(23)231,解得 f(23)1,所以 f(x)的图象在点(23,f(23)处的切线斜率是1.9.已
8、知曲线C:f(x)x3axa,若过曲线C 外一点 A(1,0)引曲线 C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为 _.答案278解析设切点坐标为(t,t3ata).由题意知,f(x)3x2 a,切线的斜率为ky|xt3t2a,所以切线方程为y(t3at a)(3t2a)(xt).将点(1,0)代入 式得,(t3ata)(3t2a)(1t),解得 t0 或 t32.分别将 t0 和 t32代入 式,得 k a 和 k274a,由题意它们互为相反数,得a278.10.已知函数yf(x)及其导函数yf(x)的图象如图所示,则曲线yf(x)在点 P 处的切线方程是 _.答案xy20解析根据导数的几
9、何意义及图象可知,曲线yf(x)在点 P 处的切线的斜率k f(2)1,又过点 P(2,0),所以切线方程为xy 20.11.(2015课标全国 )已知函数f(x)x3ax14,g(x)ln x.(1)当 a 为何值时,x 轴为曲线yf(x)的切线;(2)用 min m,n表示 m,n 中的最小值,设函数h(x)minf x,g x(x0),讨论 h(x)零点的个数.解(1)设曲线 yf(x)与 x 轴相切于点(x0,0),则 f(x0)0,f(x0)0.即x30 ax0140,3x20a0,解得x012,a34.因此,当a34时,x 轴为曲线yf(x)的切线.(2)当 x(1,)时,g(x)
10、ln x0,从而 h(x)min f(x),g(x)g(x)0,故 h(x)在(1,)内无零点.当 x1 时,若 a54,则 f(1)a540,h(1)min f(1),g(1)g(1)0,故 x1 是 h(x)的零点;若 a54,则 f(1)0,h(1)min f(1),g(1)f(1)0.所以只需考虑f(x)在(0,1)上的零点个数.()若 a 3 或 a0,则 f(x)3x2 a 在(0,1)内无零点,故f(x)在(0,1)上单调.而 f(0)14,f(1)a54,所以当 a3 时,f(x)在(0,1)有一个零点;当a 0时,f(x)在(0,1)内没有零点.()若 3a0,即34a0,f
11、(x)在(0,1)内无零点;若 fa30,即 a34,则 f(x)在(0,1)内有唯一零点;若 fa30,即 3a34,由于 f(0)14,f(1)a54,所以当54a34时,f(x)在(0,1)内有两个零点;当334或 a54时,h(x)有一个零点;当a34或 a54时,h(x)有两个零点;当54a34时,h(x)有三个零点.12.(2016北京)设函数f(x)xeax bx,曲线 yf(x)在点(2,f(2)处的切线方程为y(e1)x4.(1)求 a,b 的值;(2)求 f(x)的单调区间.解(1)f(x)的定义域为R.f(x)eaxxeaxb(1 x)eaxb.依题设,f 2 2e2,f 2 e1,即2ea22b2e2,ea2be1.解得 a 2,be.(2)由(1)知 f(x)xe2xex,由 f(x)e2x(1 xex1)及 e2x0 知,f(x)与 1xex1同号.令 g(x)1xex1,则 g(x)1 ex1.所以,当x(,1)时,g(x)0,g(x)在区间(,1)上单调递减;当 x(1,)时,g(x)0,g(x)在区间(1,)上单调递增.故 g(1)1 是 g(x)在区间(,)上的最小值,从而g(x)0,x(,).综上可知,f(x)0,x(,),故 f(x)的单调递增区间为(,).