导数及其应用试题

发布 2021-04-10 22:44:28 阅读 4589

一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.

1.对任意x,有f′(x)=4x3,f(1)=-1,则此函数为( )

a.f(x)=x4-2 b.f(x)=x4+2

c.f(x)=x3 d.f(x)=-x4

解析:对于a项,f′(x)=4x3,且f(1)=1-2=-1,故a正确;而选项b中,f′(x)=4x3,但f(1)=3≠-1;选项c中,f′(x)=3x2,且f(1)=1;选项d中,f′(x)=-4x3,所以b、c、d选项均不正确.

答案:a2.曲线y=x3+x-2在p点处的切线平行于直线y=4x-1,则此切线方程为( )

a.y=4x b.y=4x-4

c.y=4x+8 d.y=4x,或y=4x-4

解析:由y′=3x2+1=4,解得x=±1.将x=±1分别代入曲线方程,求得p点坐标为(1,0)或(-1,-4),利用“点斜式”求得切线方程为y=4x,或y=4x-4,故选d.

答案:d3.函数f(x)=ax3-x在(-∞内是减函数,则( )

a.a<1 b.a<

c.a<0 d.a≤0

解析:f′(x)=3ax2-1≤0恒成立.∴a≤0.

答案:d4.已知函数f(x)=x3+mx2+(m+6)x+1既存在极大值又存在极小值,则实数m的取值范围是( )

a.(-1,2) b.(-3)∪(6,+∞

c.(-3,6) d.(-1)∪(2,+∞

解析:f′(x)=3x2+2mx+m+6=0,有两个不同的实数根,于是δ=4m2-12(m+6)>0,m<-3,或m>6.

答案:b5.若点p在抛物线y=3x2+4x+2上,a(0,-3)、b(-1,-1),要使△abp的面积最小,则p点的坐标是( )

a. b.

c.(-1,1) d.(0,2)

解析:欲使△abp的面积最小,则必须使p点到直线ab的距离最近.因此作直线ab的平行直线束与抛物线相切时的切点即为所求的点p.由导数的几何意义,得y′=kab,即6x+4=-2,得x=-1,故p点的坐标是(-1,1).故应选c.

答案:c6.已知函数f(x)=x3-px2-qx的图像与x轴切于(1,0)点,则f(x)的极大值、极小值分别为( )

a b.0、

c d.0、-

解析:f′(x)=3x2-2px-q.

由f′(1)=0,f(1)=0,得解得。

f(x)=x3-2x2+x.

由f′(x)=3x2-4x+1=0,得x=,或x=1.

进而求得当x=时,f(x)取极大值,当x=1时,f(x)取极小值0.

答案:a7.函数y=x3-2ax+a在(0,1)内有极小值,则实数a的取值范围为( )

a.(0,3) b.(-3)

c.(0d.

解析:由y′=3x2-2a=0,得x=±.

由题意知,只要0<<1,即0<a<即可。

答案:d8.若函数h(x)=2x-+在(1,+∞上是增函数,则实数k的取值范围是( )

a.[-2b.[2,+∞

c.(-2] d.(-2]

解析:h′(x)=2+=.由题意知,x∈(1,+∞时,h′(x)≥0恒成立,即2x2+k≥0恒成立,只需2+k≥0即可,所以k∈[-2,+∞

答案:a9.球的直径为d,其内接正四棱柱体积最大时的高为( )

a. d b. d

c. d d. d

解析:设正四棱柱的高为h,底面边长为x,如图是其组合体的轴截面图形,则。

ab=x,bd=d,ad=h.

ab2+ad2=bd2,2x2+h2=d2,∴x2=.

又v=x2·h==(d2h-h3),v′(h)=d2-h2.

令v′(h)=0,得h=d,或h=-d(舍去),应选c.

答案:c10.已知函数f(x)在r上可导,且f(x)=x2+2xf′(2),则f(-1)与f(1)的大小关系为( )

a.f(-1)=f(1) b.f(-1)>f(1)

c.f(-1)<f(1) d.以上答案都不对。

解析:f(x)=x2+2xf′(2)f′(x)=2x+2f′(2)f′(2)=

4+2f′(2)f′(2)=-4,∴f(x)=x2-8x=(x-4)2-16,且在(-∞4]上为减函数.

-1<1<4,∴f(-1)>f(1),故选b.

答案:b11.已知函数f(x)的导数为f′(x)=4x3-4x,且f(x)的图像过点(0,-5),当函数f(x)取得极大值-5时,x的值应为( )

a.-1 b.0

c.1 d.±1

解析:设f(x)=x4-2x2+c,其中c为常数.

由于f(x)过(0,-5),所以c=-5,又由f′(x)=0,得极值点为x=0或x=±1.

x=0时,f(x)=-5,故x的值为0.故选b.

答案:b12.已知函数f(x)的定义域为[-2,+∞且f(4)=f(-2)=1,f′(x)是f(x)的导函数,函数y=f′(x)的图像如图所示.则平面区域所围成的图形的面积是( )

a.2 b.4

c.5 d.8

解析:f(x)在[-2,0]上递减,在[0,+∞上递增.又f(4)=f(-2)=1.

f(2a+b)<1-2<2a+b<4.

画出平面区域,其面积s=×2×4=4.

答案:b二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.

13.若函数y=f(x)满足f(x-1)=1-2x+x2,则y′=f ′(x

解析:设x-1=t,则x=t+1,f(x-1)=f(t)=1-2(t+1)+(t+1)2=t2.即f(x)=x2,所以f ′(x)=2x.

答案:2x14.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=3x2+2xf′(2),则f′(5

解析:由f(x)=3x2+2xf′(2),得f′(x)=6x+2f′(2).

f′(2)=12+2f′(2),f′(2)=-12.

故f′(5)=6×5+2f′(2)=30-24=6.

答案:615.已知函数f(x)=ax3+bx2+2,其导数f′(x)的图像如图所示,则函数f(x)的极小值是。

解析:由题图可知,当x=0时,f(x)取得极小值f(0)=2.

答案:216.已知函数f(x)=ax3+bx2+cx,其导函数y=f′(x)的图像经过点(1,0),(2,0),如图所示,则下列说法中不正确的是___

当x=时函数取得极小值;

f(x)有两个极值点;

当x=2时函数取得极小值;

当x=1时函数取得极大值.

解析:由已知,当x∈(0,1)时,f′(x)>0;x∈(1,2)时,f′(x)<0;x∈(2,+∞时,f′(x)>0.

f(x)有两个极值点x=1,x=2.

极小值为f(2),极大值为f(1).

答案:①三、解答题:本大题共6小题,共70分.

17.(本小题满分10分)已知函数f(x)=x3-2x2+ax(x∈r,a∈r),在曲线y=f(x)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线x+y=0垂直,求曲线y=f(x)在x=a处的切线方程.

解析:f′(x)=x2-4x+a,依题意f′(x)=1有且只有一解,由x2-4x+a-1=0,得δ=16-4(a-1)=0,∴a=5,∴f′(a)=f′(5)=52-4×5+5=10,切点为。

故所求的切线方程为y-=10(x-5),即y=10x-.

18.(本小题满分12分)已知函数f(x)=x3+ax2+3bx+c(b≠0),当函数g(x)=f(x)-2是奇函数时,确定函数f(x)的单调区间.

解析:∵函数g(x)=f(x)-2为奇函数,∴对任意的x∈r,g(-x)=-g(x),即f(-x)-2=-f(x)+2.

又f(x)=x3+ax2+3bx+c,-x3+ax2-3bx+c-2=-x3-ax2-3bx-c+2.

f(x)=x3+3bx+2.

又函数的定义域是(-∞f′(x)=3x2+3b(b≠0),当b<0时,由f′(x)=0,得x=±.

当x变化时,f′(x)的变化情况如下表:

当b<0时,函数f(x)在上单调递增,在[-,上单调递减;

当b>0时,f′(x)>0,函数f(x)在(-∞上单调递增.

19.(本小题满分12分)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)证明: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.

解析:(1)方程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)设p(x0,y0)为曲线上任一点,由y′=1+知曲线在点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).

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