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高三数学一轮基础巩固 第3章 第1节 导数的概念与运算(含解析)新人教A版

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[解析] ∵f(x)=xsinx+cosx,∴f ′(x)=xcosx,∴k=g(t)=tcost.g(t)为奇函数且在t=0附近,当t>0时,g(t)>0,故选B.

14.(文)已知函数f(x)=x+qx+r,f(1)=6,f ′(1)=5,f ′(0)=3,an=

p1

fn,

n∈N+,则数列{an}的前n项和是( )

A. n+1

nB.

nnn+2

n+1C. 2n+4

[答案] D

[解析] ∵f ′(x)=px1+q+r=6,??

?p+q=5,??q=3.

2

D.

2n+4

p-1

+q,由条件知

p=2,??

∴?q=3,??r=2.

1

n+3n+2

2

∴f(x)=x+3x+2. ∴an=

1

fn=

1

n+1n+2

=11- n+1n+2

∴{an}的前n项和为

?11??11??1-1?=1-1=n.

Sn=a1+a2+…+an=?-?+?-?+…+??

?23??34??n+1n+2?2n+22n+4

(理)定义方程f(x)=f ′(x)的实数根x0叫做函数f(x)的“新驻点”,若函数g(x)=x,

h(x)=ln(x+1),φ(x)=x3-1的“新驻点”分别为α、β、γ,则α、β、γ的大小关系

为( )

A.α>β>γ C.γ>α>β [答案] C

[解析] 由g(x)=g′(x)得,x=1,∴α=1,由h(x)=h′(x)得,ln(x+1)=故知1

由φ(x)=φ′(x)得,x-1=3x,∴x(x-3)=1, ∴x>3,故γ>3,∴γ>α>β. [点评] 对于ln(x+1)=+1≥2,则

11

,假如01矛盾;假如xx+1x+1

3

2

2

B.β>α>γ D.β>γ>α

1

,x+1

111

≤,即ln(x+1)≤,∴x+1≤e,∴x≤e-1与x≥-1矛盾. x+122

二、填空题

- 9 -

15.(文)若曲线f(x)=ax+lnx存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是________. [答案] (-∞,0)

1122[解析] 由题意,可知f ′(x)=3ax+,又因为存在垂直于y轴的切线,所以3ax+

3

xx=0?a=-

1

3(x>0)?a∈(-∞,0). 3x(理)设函数f(x)=cos(3x+φ)(0<φ<π),若f(x)+f ′(x)为奇函数,则φ=________.

[答案]

π 6

[解析] f ′(x)=-3sin(3x+φ), 由条件知cos(3x+φ)-3sin(3x+φ) =2sin?

?π-3x-φ?=-2sin?3x+φ-π?为奇函数,且0<φ<π,∴φ=π.

??6?6?6???

16.(文)(2014·河北邯郸二模)曲线y=log2x在点(1,0)处的切线与坐标轴所围成三角形的面积等于________.

1

[答案] log2e

2[解析] ∵y′=

11,∴k=, xln2ln2

1

∴切线方程为y=(x-1),

ln2

1111

∴三角形面积为S△=×1×==log2e.

2ln22ln22

(理)(2014·江苏)在平面直角坐标系xOy中,若曲线y=ax+(a,b为常数)过点P(2,-5),且该曲线在点P处的切线与直线7x+2y+3=0平行,则a+b的值是________.

[答案] -3

[解析] 由曲线y=ax+过点P(2,-5),得4a+=-5.①

x2

2

2

bxbbbb7

又y′=2ax-2,所以当x=2时,4a-=-,②

x42

由①②得?

?a=-1,?

??b=-2,

所以a+b=-3.

三、解答题

17.求下列函数的导数:

- 10 -

15432

(1)y=x-x+3x+2;

53(2)y=(3x-4x)(2x+1); (3)y=3e-2+e; (4)y=

lnx; x2+1

xxx3

(5)y=xcosx-sinx; (6)(理)y=cos2x+e; (7)(理)y=lg1-x.

[解析] 可利用导数公式和导数运算法则求导.

2

3

x?15??43?2

(1)y′=?x?′-?x?′+(3x)′+(2)′

?5??3?

=x-4x+6x.

(2)∵y=(3x-4x)(2x+1)=6x+3x-8x-4x, ∴y′=24x+9x-16x-4,

或y′=(3x-4x)′(2x+1)+(3x-4x)(2x+1)′ =(9x-4)(2x+1)+(3x-4x)·2 =24x+9x-16x-4.

(3)y′=(3e)′-(2)′+(e)′=(3)′e+3(e)′-(2)′ =3ln3·e+3e-2ln2=(ln3+1)·(3e)-2ln2. lnx′x+1-lnx·

(4)y′=

x2+12

1=

2

3

2

2

3

3

3

3

2

3

4

3

2

4

2

xxxxxxxxxxxxxxxx2+1′

x2+1-lnx·2xx2+1

2

x2+1-2x2·lnx=.

xx2+12

(5)y′=(xcosx)′-(sinx)′=cosx-xsinx-cosx=-xsinx. (6)(理)y′=3cos2x·(cos2x)′+e =-6sin2x·cos2x+e.

22

xx?1

(7)(理)y′=?lg

?2

1-x2

?′=1·lge·(1-x2)′ ?2

21-x?

xlge

. x2-1

13a2

18.(文)(2013·荆州市质检)设函数f(x)=x-x+bx+c,曲线y=f(x)在点(0,f(0))

32处的切线方程为y=1.

(1)求b,c的值;

- 11 -

(2)若a>0,求函数f(x)的单调区间;

(3)设函数g(x)=f(x)+2x,且g(x)在区间(-2,-1)内存在单调递减区间,求实数a的取值范围.

[解析] (1)f ′(x)=x2

-ax+b,

由题意得???

f0

=1

?,即???

c=1

?f ′

0=0

??b=0

.

(2)由(1)得,f ′(x)=x2

-ax=x(x-a)(a>0), 当x∈(-∞,0)时,f ′(x)>0, 当x∈(0,a)时,f ′(x)<0, 当x∈(a,+∞)时,f ′(x)>0.

所以函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0),(a,+∞),单调递减区间为(0,a).(3)g′(x)=x2

-ax+2,

依题意,存在x∈(-2,-1),使不等式g′(x)=x2

-ax+2<0成立, 即x∈(-2,-1)时,a<(x+2

x)max=-22即可,

所以满足要求a的取值范围是(-∞,-22).

(理)(2014·北京石景一模)设函数f(x)=x2

+ax-lnx(a∈R). (1)若a=1,求函数f(x)的单调区间;

(2)若函数f(x)在区间(0,1]上是减函数,求实数a的取值范围; (3)过坐标原点O作曲线y=f(x)的切线,证明切点的横坐标为1. [解析] (1)a=1时,f(x)=x2

+x-lnx(x>0), ∴f ′(x)=2x+1-1=

2x-1

x+1xx,当x∈(0,1

2

)

时,f ′(x)<0;当x∈(1

2

,+∞)时,f ′(x)>0.

∴f(x)的单调递减区间为(0,11

2),单调递增区间为(2,+∞).

(2)f ′(x)=2x+a-1

x,∵f(x)在区间(0,1]上是减函数,

∴f ′(x)≤0对任意x∈(0,1]恒成立,即2x+a-1

x≤0对任意x∈(0,1]恒成立.∴a≤1x-2x对任意x∈(0,1]恒成立,令g(x)=1

x-2x,∴a≤g(x)min.

易知g(x)在(0,1]上单调递减, ∴g(x)min=g(1)=-1.∴a≤-1.

- 12 -

1

(3)证明:设切点为M(t,f(t)),f ′(x)=2x+a-,

x1

切线的斜率k=2t+a-,

t又切线过原点,则k=∴

ft, tft122

=2t+a-,即t+at-lnt=2t+at-1. tt2

∴t-1+lnt=0,

存在性:t=1满足方程t-1+lnt=0, ∴t=1是方程t-1+lnt=0的根.

12

再证唯一性:设φ(t)=t-1+lnt,∴φ′(t)=2t+>0,∴φ(t)在(0,+∞)单调递

2

2

t增,且φ(1)=0,

∴方程t-1+lnt=0有唯一解. 综上,切点的横坐标为1.

2

- 13 -

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