高二数学导数的几何意义综合测试题(附答案)

编辑: 逍遥路 关键词: 高二 来源: 高中学习网
选修2-2 1.1 第3课时 导数的几何意义
一、
1.如果曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为x+2y-3=0,那么(  )
A.f′(x0)>0      B.f′(x0)<0
C.f′(x0)=0 D.f′(x0)不存在
[答案] B
[解析] 切线x+2y-3=0的斜率k=-12,即f′(x0)=-12<0.故应选B.
2.曲线y=12x2-2在点1,-32处切线的倾斜角为(  )
A.1 B.π4
C.54π D.-π4
[答案] B
[解析] ∵y′=limΔx→0 [12(x+Δx)2-2]-(12x2-2)Δx
=limΔx→0 (x+12Δx)=x
∴切线的斜率k=y′x=1=1.
∴切线的倾斜角为π4,故应选B.
3.在曲线y=x2上切线的倾斜角为π4的点是(  )
A.(0,0) B.(2,4)
C.14,116 D.12,14
[答案] D
[解析] 易求y′=2x,设在点P(x0,x20)处切线的倾斜角为π4,则2x0=1,∴x0=12,∴P12,14.
4.曲线y=x3-3x2+1在点(1,-1)处的切线方程为(  )
A.y=3x-4 B.y=-3x+2
C.y=-4x+3 D.y=4x-5
[答案] B
[解析] y′=3x2-6x,∴y′x=1=-3.
由点斜式有y+1=-3(x-1).即y=-3x+2.
5.设f(x)为可导函数,且满足limx→0 f(1)-f(1-2x)2x=-1,则过曲线y=f(x)上点(1,f(1))处的切线斜率为(  )
A.2    B.-1    
C.1    D.-2
[答案] B
[解析] limx→0 f(1)-f(1-2x)2x=limx→0 f(1-2x)-f(1)-2x
=-1,即y′x=1=-1,
则y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为-1,故选B.
6.设f′(x0)=0,则曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线(  )
A.不存在 B.与x轴平行或重合
C.与x轴垂直 D.与x轴斜交
[答案] B
[解析] 由导数的几何意义知B正确,故应选B.
7.已知曲线y=f(x)在x=5处的切线方程是y=-x+8,则f(5)及f′(5)分别为(  )
A.3,3 B.3,-1
C.-1,3 D.-1,-1
[答案] B
[解析] 由题意易得:f(5)=-5+8=3,f′(5)=-1,故应选B.
8.曲线f(x)=x3+x-2在P点处的切线平行于直线y=4x-1,则P点的坐标为(  )
A.(1,0)或(-1,-4) B.(0,1)
C.(-1,0) D.(1,4)
[答案] A
[解析] ∵f(x)=x3+x-2,设xP=x0,
∴Δy=3x20?Δx+3x0?(Δx)2+(Δx)3+Δx,
∴ΔyΔx=3x20+1+3x0(Δx)+(Δx)2,
∴f′(x0)=3x20+1,又k=4,
∴3x20+1=4,x20=1.∴x0=±1,
故P(1,0)或(-1,-4),故应选A.
9.设点P是曲线y=x3-3x+23上的任意一点,P点处的切线倾斜角为α,则α的取值范围为(  )
A.0,π2∪23π,π B.0,π2∪56π,π
C.23π,π D.π2,56π
[答案] A
[解析] 设P(x0,y0),
∵f′(x)=limΔx→0 (x+Δx)3-3(x+Δx)+23-x3+3x-23Δx
=3x2-3,∴切线的斜率k=3x20-3,
∴tanα=3x20-3≥-3.
∴α∈0,π2∪23π,π.故应选A.
10.(2010?福州高二期末)设P为曲线C:y=x2+2x+3上的点,且曲线C在点P处切线倾斜角的取值范围为[0,π4],则点P横坐标的取值范围为(  )
A.[-1,-12] B.[-1,0]
C.[0,1] D.[12,1]
[答案] A
[解析] 考查导数的几何意义.
∵y′=2x+2,且切线倾斜角θ∈[0,π4],
∴切线的斜率k满足0≤k≤1,即0≤2x+2≤1,
∴-1≤x≤-12.
二、题
11.已知函数f(x)=x2+3,则f(x)在(2,f(2))处的切线方程为________.
[答案] 4x-y-1=0
[解析] ∵f(x)=x2+3,x0=2
∴f(2)=7,Δy=f(2+Δx)-f(2)=4?Δx+(Δx)2
∴ΔyΔx=4+Δx.∴limΔx→0 ΔyΔx=4.即f′(2)=4.
又切线过(2,7)点,所以f(x)在(2,f(2))处的切线方程为y-7=4(x-2)
即4x-y-1=0.
12.若函数f(x)=x-1x,则它与x轴交点处的切线的方程为________.
[答案] y=2(x-1)或y=2(x+1)
[解析] 由f(x)=x-1x=0得x=±1,即与x轴交点坐标为(1,0)或(-1,0).
∵f′(x)=limΔx→0 (x+Δx)-1x+Δx-x+1xΔx
=limΔx→0 1+1x(x+Δx)=1+1x2.
∴切线的斜率k=1+11=2.
∴切线的方程为y=2(x-1)或y=2(x+1).
13.曲线C在点P(x0,y0)处有切线l,则直线l与曲线C的公共点有________个.
[答案] 至少一
[解析] 由切线的定义,直线l与曲线在P(x0,y0)处相切,但也可能与曲线其他部分有公共点,故虽然相切,但直线与曲线公共点至少一个.
14.曲线y=x3+3x2+6x-10的切线中,斜率最小的切线方程为________.
[答案] 3x-y-11=0
[解析] 设切点P(x0,y0),则过P(x0,y0)的切线斜率为 ,它是x0的函数,求出其最小值.
设切点为P(x0,y0),过点P的切线斜率k= =3x20+6x0+6=3(x0+1)2+3.当x0=-1时k有最小值3,此时P的坐标为(-1,-14),其切线方程为3x-y-11=0.
三、解答题
15.求曲线y=1x-x上一点P4,-74处的切线方程.
[解析] ∴y′=limΔx→0 1x+Δx-1x-(x+Δx-x)Δx
=limΔx→0 -Δxx(x+Δx)-Δxx+Δx+xΔx
=limΔx→0 -1x(x+Δx)-1x+Δx+x=-1x2-12x .
∴y′x=4=-116-14=-516,
∴曲线在点P4,-74处的切线方程为:
y+74=-516(x-4).
即5x+16y+8=0.
16.已知函数f(x)=x3-3x及y=f(x)上一点P(1,-2),过点P作直线l.
(1)求使直线l和y=f(x)相切且以P为切点的直线方程;
(2)求使直线l和y=f(x)相切且切点异于点P的直线方程y=g(x).
[解析] (1)y′=limΔx→0 (x+Δx)3-3(x+Δx)-3x3+3xΔx=3x2-3.
则过点P且以P(1,-2)为切点的直线的斜率
k1=f′(1)=0,
∴所求直线方程为y=-2.
(2)设切点坐标为(x0,x30-3x0),
则直线l的斜率k2=f′(x0)=3x20-3,
∴直线l的方程为y-(x30-3x0)=(3x20-3)(x-x0)
又直线l过点P(1,-2),
∴-2-(x30-3x0)=(3x20-3)(1-x0),
∴x30-3x0+2=(3x20-3)(x0-1),
解得x0=1(舍去)或x0=-12.
故所求直线斜率k=3x20-3=-94,
于是:y-(-2)=-94(x-1),即y=-94x+14.
17.求证:函数y=x+1x图象上的各点处的切线斜率小于1.
[解析] y′=limΔx→0 f(x+Δx)-f(x)Δx
=limΔx→0 x+Δx+1x+Δx-x+1xΔx
=limΔx→0 x?Δx(x+Δx)-Δx(x+Δx)?x?Δx
=limΔx→0 (x+Δx)x-1(x+Δx)x
=x2-1x2=1-1x2<1,
∴y=x+1x图象上的各点处的切线斜率小于1.
18.已知直线l1为曲线y=x2+x-2在点(1,0)处的切线,l2为该曲线的另一条切线,且l1⊥l2.
(1)求直线l2的方程;
(2)求由直线l1、l2和x轴所围成的三角形的面积.
[解析] (1)y′x=1
=limΔx→0 (1+Δx)2+(1+Δx)-2-(12+1-2)Δx=3,
所以l1的方程为:y=3(x-1),即y=3x-3.
设l2过曲线y=x2+x-2上的点B(b,b2+b-2),
y′x=b=limΔx→0 (b+Δx)2+(b+Δx)-2-(b2+b-2)Δx
=2b+1,所以l2的方程为:y-(b2+b-2)=(2b+1)?(x-b),即y=(2b+1)x-b2-2.
因为l1⊥l2,所以3×(2b+1)=-1,所以b=-23,所以l2的方程为:y=-13x-229.
(2)由y=3x-3,y=-13x-229,得x=16,y=-52,
即l1与l2的交点坐标为16,-52.
又l1,l2与x轴交点坐标分别为(1,0),-223,0.


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