本文由 pangli123 收集发布,转载请注明出处,如有问题请联系我们!高中数学选修1-1 第三章导数及其应用 学业分层测评15 Word版含答案
学业分层测评
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.下列结论不正确的是( )
A.若y=3,则y′=0
B.若f(x)=3x+1,则f′(1)=3
C.若y=-+x,则y′=-+1
D.若y=sin x+cos x,则y′=cos x+sin x
【解析】 ∵y=sin x+cos x,
∴y′=(sin x)′+(cos x)′=cos x-sin x.故选D.
【答案】 D
2.函数y=(+1)(-1)的导数等于( )
A.1 B.-
C. D.-
【解析】 因为y=(+1)(-1)=x-1,所以y′=x′-1′=1.
【答案】 A
3.曲线y=在点(-1,-1)处的切线方程为( )
A.y=2x+1 B.y=2x-1
C.y=-2x-3 D.y=-2x+2
【解析】 ∵y′==,
∴k=y′|x=-1==2,
∴切线方程为y+1=2(x+1),
即y=2x+1.故选A.
【答案】 A
4.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】 因为y′=-,所以由导数的几何意义可知,-=,解得x=3(x=-2不合题意,舍去).
【答案】 A
5.函数f(x)=x3的斜率等于1的切线有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.不确定
【解析】 ∵f′(x)=3x2,设切点为(x0,y0),则3x=1,得x0=±,即在点和点处有斜率为1的切线.故选B.
【答案】 B
二、填空题
6.已知f(x)=x2,g(x)=x3,若f′(x)-g′(x)=-2,则x=________. 【导学号:26160079】
【解析】 因为f′(x)=5x,g′(x)=3x2,所以5x-3x2=-2,解得x1=-,x2=2.
【答案】 -或2
7.若曲线y=x-在点(a,a-)处的切线与两个坐标轴围成的三角形的面积为18,则a=________.
【解析】 ∵y=x-,∴y′=-x-,
∴曲线在点(a,a-)处的切线斜率k=-a-,
∴切线方程为y-a-=-a-(x-a).
令x=0得y=a-;令y=0得x=3a.
∵该切线与两坐标轴围成的三角形的面积为
S=·3a·a-=a=18,∴a=64.
【答案】 64
8.已知函数f(x)=f′cos x+sin x,则f的值为________.
【解析】 ∵f′(x)=-f′sin x+cos x,
∴f′=-f′×+,
得f′=-1.
∴f(x)=(-1)cos x+sin x,∴f=1.
【答案】 1
三、解答题
9.求下列函数的导数:
(1)y=(x+1)2(x-1);
(2)y=x2sin x;
(3)y=.
【解】 (1)法一:y′=[(x+1)2]′(x-1)+(x+1)2(x-1)′=2(x+1)(x-1)+(x+1)2=3x2+2x-1.
法二:y=(x2+2x+1)(x-1)=x3+x2-x-1,
y′=(x3+x2-x-1)′=3x2+2x-1.
(2)y′=(x2sin x)′=(x2)′sin x+x2(sin x)′=2xsin x+x2cos x.
(3)y′=
==.
10.设f(x)=x3+ax2+bx+1的导数f′(x)满足f′(1)=2a,f′(2)=-b,其中常数a,b∈R.求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
【解】 因为f(x)=x3+ax2+bx+1,
所以f′(x)=3x2+2ax+b.
令x=1,得f′(1)=3+2a+b,又f′(1)=2a,
所以3+2a+b=2a,解得b=-3.
令x=2,得f′(2)=12+4a+b,又f′(2)=-b,所以12+4a+b=-b,解得a=-.
所以f(x)=x3-x2-3x+1,从而f(1)=-.
又f′(1)=2×=-3,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y-=-3(x-1),即6x+2y-1=0.
[能力提升]
1.已知直线y=kx是曲线y=ex的切线,则实数k的值为( )
A. B.-
C.-e D.e
【解析】 y′=ex,设切点为(x0,y0),则
∴ex0=ex0·x0,∴x0=1,∴k=e.故选D.
【答案】 D
2.若f0(x)=sin x,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,则f2 016(x)=( )
A.sin x B.-sin x
C.cos x D.-cos x
【解析】 因为f1(x)=(sin x)′=cos x,f2(x)=(cos x)′=-sin x,f3(x)=(-sin x)′=-cos x,f4(x)=(-cos x)′=sin x,f5(x)=(sin x)′=cos x,所以循环周期为4,因此f2 016(x)=f4(x)=sin x.
【答案】 A
3.已知f(x)=x(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+6,则f′(0)=________.
【解析】 因为f(x)=x(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+6,
所以f′(x)=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+x(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+x(x+1)(x+3)(x+4)·(x+5)+x(x+1)(x+2)(x+4)(x+5)+x(x+1)(x+2)(x+3)(x+5)+x(x+1)(x+2)(x+3)(x+4),
所以f′(0)=1×2×3×4×5=120.
【答案】 120
4.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)求证:曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形面积为定值,并求此定值. 【导学号:26160080】
【解】 (1)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:设点P(x0,y0)为曲线上任一点,由y′=1+可知曲线y=f(x)在点P(x0,y0)处的切线方程为:y-y0=(x-x0),即y-=(x-x0).
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=2x0,从而得切线与直线y=x的交点坐标为(2x0,2x0).
所以点P(x0,y0)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形面积为··|2x0|=6.
故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x围成的三角形的面积为定值,此定值为6.
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.下列结论不正确的是( )
A.若y=3,则y′=0
B.若f(x)=3x+1,则f′(1)=3
C.若y=-+x,则y′=-+1
D.若y=sin x+cos x,则y′=cos x+sin x
【解析】 ∵y=sin x+cos x,
∴y′=(sin x)′+(cos x)′=cos x-sin x.故选D.
【答案】 D
2.函数y=(+1)(-1)的导数等于( )
A.1 B.-
C. D.-
【解析】 因为y=(+1)(-1)=x-1,所以y′=x′-1′=1.
【答案】 A
3.曲线y=在点(-1,-1)处的切线方程为( )
A.y=2x+1 B.y=2x-1
C.y=-2x-3 D.y=-2x+2
【解析】 ∵y′==,
∴k=y′|x=-1==2,
∴切线方程为y+1=2(x+1),
即y=2x+1.故选A.
【答案】 A
4.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】 因为y′=-,所以由导数的几何意义可知,-=,解得x=3(x=-2不合题意,舍去).
【答案】 A
5.函数f(x)=x3的斜率等于1的切线有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.不确定
【解析】 ∵f′(x)=3x2,设切点为(x0,y0),则3x=1,得x0=±,即在点和点处有斜率为1的切线.故选B.
【答案】 B
二、填空题
6.已知f(x)=x2,g(x)=x3,若f′(x)-g′(x)=-2,则x=________. 【导学号:26160079】
【解析】 因为f′(x)=5x,g′(x)=3x2,所以5x-3x2=-2,解得x1=-,x2=2.
【答案】 -或2
7.若曲线y=x-在点(a,a-)处的切线与两个坐标轴围成的三角形的面积为18,则a=________.
【解析】 ∵y=x-,∴y′=-x-,
∴曲线在点(a,a-)处的切线斜率k=-a-,
∴切线方程为y-a-=-a-(x-a).
令x=0得y=a-;令y=0得x=3a.
∵该切线与两坐标轴围成的三角形的面积为
S=·3a·a-=a=18,∴a=64.
【答案】 64
8.已知函数f(x)=f′cos x+sin x,则f的值为________.
【解析】 ∵f′(x)=-f′sin x+cos x,
∴f′=-f′×+,
得f′=-1.
∴f(x)=(-1)cos x+sin x,∴f=1.
【答案】 1
三、解答题
9.求下列函数的导数:
(1)y=(x+1)2(x-1);
(2)y=x2sin x;
(3)y=.
【解】 (1)法一:y′=[(x+1)2]′(x-1)+(x+1)2(x-1)′=2(x+1)(x-1)+(x+1)2=3x2+2x-1.
法二:y=(x2+2x+1)(x-1)=x3+x2-x-1,
y′=(x3+x2-x-1)′=3x2+2x-1.
(2)y′=(x2sin x)′=(x2)′sin x+x2(sin x)′=2xsin x+x2cos x.
(3)y′=
==.
10.设f(x)=x3+ax2+bx+1的导数f′(x)满足f′(1)=2a,f′(2)=-b,其中常数a,b∈R.求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
【解】 因为f(x)=x3+ax2+bx+1,
所以f′(x)=3x2+2ax+b.
令x=1,得f′(1)=3+2a+b,又f′(1)=2a,
所以3+2a+b=2a,解得b=-3.
令x=2,得f′(2)=12+4a+b,又f′(2)=-b,所以12+4a+b=-b,解得a=-.
所以f(x)=x3-x2-3x+1,从而f(1)=-.
又f′(1)=2×=-3,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y-=-3(x-1),即6x+2y-1=0.
[能力提升]
1.已知直线y=kx是曲线y=ex的切线,则实数k的值为( )
A. B.-
C.-e D.e
【解析】 y′=ex,设切点为(x0,y0),则
∴ex0=ex0·x0,∴x0=1,∴k=e.故选D.
【答案】 D
2.若f0(x)=sin x,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,则f2 016(x)=( )
A.sin x B.-sin x
C.cos x D.-cos x
【解析】 因为f1(x)=(sin x)′=cos x,f2(x)=(cos x)′=-sin x,f3(x)=(-sin x)′=-cos x,f4(x)=(-cos x)′=sin x,f5(x)=(sin x)′=cos x,所以循环周期为4,因此f2 016(x)=f4(x)=sin x.
【答案】 A
3.已知f(x)=x(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+6,则f′(0)=________.
【解析】 因为f(x)=x(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+6,
所以f′(x)=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+x(x+2)(x+3)(x+4)(x+5)+x(x+1)(x+3)(x+4)·(x+5)+x(x+1)(x+2)(x+4)(x+5)+x(x+1)(x+2)(x+3)(x+5)+x(x+1)(x+2)(x+3)(x+4),
所以f′(0)=1×2×3×4×5=120.
【答案】 120
4.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)求证:曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形面积为定值,并求此定值. 【导学号:26160080】
【解】 (1)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:设点P(x0,y0)为曲线上任一点,由y′=1+可知曲线y=f(x)在点P(x0,y0)处的切线方程为:y-y0=(x-x0),即y-=(x-x0).
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=2x0,从而得切线与直线y=x的交点坐标为(2x0,2x0).
所以点P(x0,y0)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形面积为··|2x0|=6.
故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x围成的三角形的面积为定值,此定值为6.
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