2021年新课标(老高考)理数复习练习课件:§3.1 导数与积分.pptx
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1、考点考点 导数的概念和运算导数的概念和运算 1.(2020课标,6,5分)函数f(x)=x4-2x3的图象在点(1, f(1)处的切线方程为( ) A.y=-2x-1 B.y=-2x+1 C.y=2x-3 D.y=2x+1 答案答案 B 本题考查导数的几何意义. f (x)=4x3-6x2,则f (1)=-2,易知f(1)=-1,由点斜式可得函数f(x)的图象在(1,f(1)处的切线方程为y-(-1)= -2(x-1),即y=-2x+1.故选B. 2.(2019课标,6,5分)已知曲线y=aex+xln x在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则( ) A.a=e,b=-1 B.a=e,
2、b=1 C.a=e-1,b=1 D.a=e-1,b=-1 答案答案 D 本题考查导数的几何意义,常见函数的导数,导数的运算法则,通过对常见函数的导数的 求解考查学生对公式的运用能力.考查了数学运算的核心素养. y=aex+ln x+1,y|x=1=ae+1,2=ae+1,a=e-1.切点为(1,1),将(1,1)代入y=2x+b,得1=2+b,b=-1, 故选D. 方法总结方法总结 求曲线在某点处(注意:该点必为切点)切线方程的方法:求导函数;把该点横坐标代 入,求出该点处导数值,即为切线的斜率;用点斜式写出切线方程. 3.(2018课标,5,5分)设函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax.
3、若f(x)为奇函数,则曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方 程为( ) A.y=-2x B.y=-x C.y=2x D.y=x 答案答案 D 解法一:f(x)=x3+(a-1)x2+ax, f (x)=3x2+2(a-1)x+a. 又f(x)为奇函数,f(-x)=-f(x)恒成立, 即-x3+(a-1)x2-ax=-x3-(a-1)x2-ax恒成立, a=1,f (x)=3x2+1,f (0)=1, 曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D. 解法二:f(x)=x3+(a-1)x2+ax为奇函数, f (x)=3x2+2(a-1)x+a为偶函数, a=1,即f (x)=3
4、x2+1,f (0)=1, 曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D. 4.(2019课标,13,5分)曲线y=3(x2+x)ex在点(0,0)处的切线方程为 . 答案答案 y=3x 解析解析 本题考查导数的几何意义;考查学生的运算求解能力;考查的核心素养是数学运算. y=3(x2+3x+1)ex,曲线在点(0,0)处的切线斜率k=y|x=0=3,曲线在点(0,0)处的切线方程为y=3x. 5.(2018课标,13,5分)曲线y=2ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为 . 答案答案 y=2x 解析解析 本题主要考查导数的几何意义. 因为y=,所以y|x=0=2, 所以曲
5、线在点(0,0)处的切线方程为y=2x. 2 1x 6.(2018课标,14,5分)曲线y=(ax+1)ex在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a= . 答案答案 -3 解析解析 y=(ax+1)ex,则y=(ax+a+1)ex,所以曲线在点(0,1)处的切线的斜率k=y|x=0=a+1=-2,解得a=-3. 7.(2016课标,15,5分)已知f(x)为偶函数,当x0,则-x0), 则f (x)=-3(x0),f (1)=-2,在点(1,-3)处的切线方程为y+3=-2(x-1),即y=-2x-1. 1 x 思路分析思路分析 由偶函数定义,可得x0时, f(x)的解析式,从而求出x0时f(
6、x)的导数,进而可求得切线斜 率,最后可得切线方程. 8.(2019江苏,11,5分)在平面直角坐标系xOy中,点A在曲线y=ln x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 . 答案答案 (e,1) 解析解析 本题考查利用导数求曲线的切线方程,考查学生的运算求解能力,考查的核心素养为数学运 算. 设A(x0,y0),由y=,得k=,所以在点A处的切线方程为y-ln x0=(x-x0).因为切线经过点(-e,-1), 所以-1-ln x0=(-e-x0),所以ln x0=. 令g(x)=ln x-(x0),则g(x)=+,则g(x)0, g(x)在
7、(0,+)上为增函数. 又g(e)=0,ln x=有唯一解x=e.x0=e. 点A的坐标为(e,1). 1 x 0 1 x 0 1 x 0 1 x 0 e x e x 1 x 2 e x e x 9.(2020新高考,21,12分)已知函数f(x)=aex-1-ln x+ln a. (1)当a=e时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1)处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积; (2)若f(x)1,求a的取值范围. 解析解析 f(x)的定义域为(0,+),f (x)=aex-1-. (1)当a=e时,f(x)=ex-ln x+1,f (1)=e-1,曲线y=f(x)在点(1,f(1)处的切线方程为
8、y-(e+1)=(e-1)(x-1),即y=(e -1)x+2.直线y=(e-1)x+2在x轴,y轴上的截距分别为,因此所求三角形的面积为. (2)当0a1时,f(1)=a+ln a1. 当a=1时,f(x)=ex-1-ln x,f (x)=ex-1-. 当x(0,1)时,f (x)0. 所以当x=1时,f(x)取得最小值,最小值为f(1)=1, 从而f(x)1. 当a1时,f(x)=aex-1-ln x+ln aex-1-ln x1. 综上,a的取值范围是1,+). 1 x -2 e-1 2 e-1 1 x 1.(2016山东,10,5分)若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在
9、这两点处的切线互相垂直, 则称y=f(x)具有T性质.下列函数中具有T性质的是( ) A.y=sin x B.y=ln x C.y=ex D.y=x3 以下为教师用书专用 答案答案 A 设函数y=f(x)图象上的两点分别为(x1,y1),(x2,y2),且x1x2,由题意知只需函数y=f(x)满足f (x1) f (x2)=-1即可.y=f(x)=sin x的导函数为f (x)=cos x,f (0) f ()=-1,故函数y=sin x具有T性质;y=f(x)= ln x的导函数为f (x)=,则f (x1) f (x2)=0,故函数y=ln x不具有T性质;y=f(x)=ex的导函数为f
10、(x)= ex,则f (x1) f (x2)=0,故函数y=ex不具有T性质;y=f(x)=x3的导函数为f (x)=3x2,则f (x1)f (x2)=9 0,故函数y=x3不具有T性质.故选A. 1 x 12 1 x x 12 ex x2 1 x 2 2 x 疑难突破疑难突破 函数的图象在两点处的切线互相垂直等价于在这两点处的切线的斜率之积为-1,即相 应的导数之积为-1,这是解决此题的关键. 2.(2019北京,19,13分)已知函数f(x)=x3-x2+x. (1)求曲线y=f(x)的斜率为1的切线方程; (2)当x-2,4时,求证:x-6f(x)x; (3)设F(x)=|f(x)-(
11、x+a)|(aR),记F(x)在区间-2,4上的最大值为M(a).当M(a)最小时,求a的值. 1 4 解析解析 本题考查函数图象的切线,函数的极值、最值,考查学生的逻辑思维能力、运算求解能力, 以及运用函数的基本性质分析、解决问题的能力. (1)由f(x)=x3-x2+x得f (x)=x2-2x+1. 令f (x)=1,即x2-2x+1=1,得x=0或x=. 又f(0)=0, f=, 所以曲线y=f(x)的斜率为1的切线方程是y=x与y-=x-,即y=x与y=x-. (2)证明:令g(x)=f(x)-x,x-2,4. 由g(x)=x3-x2得g(x)=x2-2x. 令g(x)=0,得x=0或
12、x=. g(x),g(x)的情况如下: 1 4 3 4 3 4 8 3 8 3 8 27 8 27 8 3 64 27 1 4 3 4 8 3 x -2 (-2,0) 0 4 g(x) + - + g(x) -6 0 - 0 8 0, 3 8 3 8 ,4 3 64 27 所以g(x)的最小值为-6,最大值为0. 故-6g(x)0,即x-6f(x)x. (3)由(2)知, 当a3; 当a-3时,M(a)F(-2)=|g(-2)-a|=6+a3; 当a=-3时,M(a)=3. 综上,当M(a)最小时,a=-3. 思路分析思路分析 (1)首先求解导函数,然后利用导函数求得切点的横坐标,据此求得切点
13、坐标即可确定 切线方程; (2)由题意分别证得f(x)-(x-6)0和f(x)-x0即可证得题中的结论; (3)由题意结合(2)中的结论分类讨论即可求得a的值. 3.(2018北京,18,13分)设函数f(x)=ax2-(4a+1)x+4a+3 ex. (1)若曲线y=f(x)在点(1, f(1)处的切线与x轴平行,求a; (2)若f(x)在x=2处取得极小值,求a的取值范围. 解析解析 (1)函数f(x)的定义域为R, f (x)=2ax-(4a+1)ex+ax2-(4a+1)x+4a+3ex=exax2-(2a+1)x+2=ex(ax-1)(x-2), 若函数f(x)在(1, f(1)处的
14、切线与x轴平行,则 f (1)=-e(a-1)=0,即a=1. 此时f(1)=3e0,a=1. (2)由(1)可知f (x)=(x-2)(ax-1)ex. (i)当a=0时,令f (x)=0,得x=2, f (x), f(x)的变化情况如下表: x (-,2) 2 (2,+) f (x) + 0 - f(x) 极大值 不满足题意; (ii)当a0时,令f (x)=0,得x=2或x=, 当a0时,0时, 当=2,即a=时, f (x)0,函数f(x)无极值点; 当时, f (x), f(x)的变化情况如下表: x 2 (2,+) f (x) - 0 + 0 - f(x) 极小值 极大值 1 a
15、1 a 1 - , a 1 a 1 ,2 a 1 a 1 2 1 a 1 2 x 2 (2,+) f (x) + 0 - 0 + f(x) 极大值 极小值 1 - , a 1 a 1 ,2 a 满足题意; 当2,即0a1. (1)求函数h(x)=f(x)-xln a的单调区间; (2)若曲线y=f(x)在点(x1, f(x1)处的切线与曲线y=g(x)在点(x2,g(x2)处的切线平行,证明x1+g(x2)=- ; (3)证明当a时,存在直线l,使l是曲线y=f(x)的切线,也是曲线y=g(x)的切线. 2lnln ln a a 1 e e 解析解析 本题主要考查导数的运算、导数的几何意义、运
16、用导数研究指数函数与对数函数的性质 等基础知识和方法.考查函数与方程思想、化归思想.考查抽象概括能力、综合分析问题和解决问 题的能力. (1)由已知得,h(x)=ax-xln a,有h(x)=axln a-ln a. 令h(x)=0,解得x=0. 由a1,可知当x变化时,h(x),h(x)的变化情况如下表: 所以函数h(x)的单调递减区间为(-,0),单调递增区间为(0,+). (2)证明:由f (x)=axln a,可得曲线y=f(x)在点(x1, f(x1) 处的切线斜率为ln a.由g(x)=,可得曲线 y=g(x)在点(x2,g(x2)处的切线斜率为.因为这两条切线平行,故有ln a=
17、,即x2(ln a)2= 1.两边取以a为底的对数,得logax2+x1+2logaln a=0,所以x1+g(x2)=-. (3)证明:曲线y=f(x)在点(x1,)处的切线l1:y-=ln a (x-x1). x (-,0) 0 (0,+) h(x) - 0 + h(x) 极小值 1 x a 1 lnxa 2 1 lnxa 1 x a 2 1 lnxa 1 x a 2lnln ln a a 1 x a 1 x a 1 x a 曲线y=g(x)在点(x2,logax2)处的切线l2:y-logax2=(x-x2). 要证明当a时,存在直线l,使l是曲线y=f(x)的切线,也是曲线y=g(x)
18、的切线,只需证明当a时, 存在x1(-,+),x2(0,+),使得l1与l2重合. 即只需证明当a时, 方程组有解. 由得x2=, 代入,得-x1ln a+x1+=0. 因此,只需证明当a时,关于x1的方程存在实数解. 设函数u(x)=ax-xaxln a+x+, 即要证明当a时,函数y=u(x)存在零点. u(x)=1-(ln a)2xax,可知x(-,0)时,u(x)0;x(0,+)时,u(x)单调递减,又u(0)=10,u=1- 0,使得u(x0)=0, 2 1 lnxa 1 e e 1 e e 1 e e 1 11 2 12 1 ln, ln 1 -lnlog- ln x xx a a
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