高二數(shù)學(xué)課后練習(xí)題及答案
選修2-2 1.1 第3課時(shí) 導(dǎo)數(shù)的幾何意義
一、選擇題
1.如果曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處的切線方程為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] 切線x+2y-3=0的斜率k=-12,即f(x0)=-120.故應(yīng)選B.
2.曲線y=12x2-2在點(diǎn)1,-32處切線的傾斜角為()
A.1 B.4
C.544
[答案] B
[解析] ∵y=limx0 [12(x+x)2-2]-(12x2-2)x
=limx0 (x+12x)=x
切線的斜率k=y|x=1=1.
切線的傾斜角為4,故應(yīng)選B.
3.在曲線y=x2上切線的傾斜角為4的點(diǎn)是()
A.(0,0) B.(2,4)
C.14,116 D.12,14
[答案] D
[解析] 易求y=2x,設(shè)在點(diǎn)P(x0,x20)處切線的傾斜角為4,則2x0=1,x0=12,P12,14.
4.曲線y=x3-3x2+1在點(diǎn)(1,-1)處的切線方程為()
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.
由點(diǎn)斜式有y+1=-3(x-1).即y=-3x+2.
5.設(shè)f(x)為可導(dǎo)函數(shù),且滿足limx0 f(1)-f(1-2x)2x=-1,則過曲線y=f(x)上點(diǎn)(1,f(1))處的切線斜率為()
A.2 B.-1
C.1 D.-2
[答案] B
[解析] limx0 f(1)-f(1-2x)2x=limx0 f(1-2x)-f(1)-2x
=-1,即y|x=1=-1,
則y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線斜率為-1,故選B.
6.設(shè)f(x0)=0,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處的切線()
A.不存在 B.與x軸平行或重合
C.與x軸垂直 D.與x軸斜交
[答案] B
[解析] 由導(dǎo)數(shù)的幾何意義知B正確,故應(yīng)選B.
7.已知曲線y=f(x)在x=5處的切線方程是y=-x+8,則f(5)及f(5)分別為()
A.3,3 B.3,-1
C.-1,3 D.-1,-1
[答案] B
[解析] 由題意易得:f(5)=-5+8=3,f(5)=-1,故應(yīng)選B.
8.曲線f(x)=x3+x-2在P點(diǎn)處的切線平行于直線y=4x-1,則P點(diǎn)的坐標(biāo)為()
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,設(shè)xP=x0,
y=3x20x+3x0(x)2+(x)3+x,
yx=3x20+1+3x0(x)+(x)2,
f(x0)=3x20+1,又k=4,
3x20+1=4,x20=1.x0=1,
故P(1,0)或(-1,-4),故應(yīng)選A.
9.設(shè)點(diǎn)P是曲線y=x3-3x+23上的任意一點(diǎn),P點(diǎn)處的切線傾斜角為,則的取值范圍為()
A.0,23 B.0,56
C.23 D.2,56
[答案] A
[解析] 設(shè)P(x0,y0),
∵f(x)=limx0 (x+x)3-3(x+x)+23-x3+3x-23x
=3x2-3,切線的斜率k=3x20-3,
tan=3x20-3-3.
0,23.故應(yīng)選A.
10.(2016福州高二期末)設(shè)P為曲線C:y=x2+2x+3上的點(diǎn),且曲線C在點(diǎn)P處切線傾斜角的取值范圍為[0,4],則點(diǎn)P橫坐標(biāo)的取值范圍為()
A.[-1,-12] B.[-1,0]
C.[0,1] D.[12,1]
[答案] A
[解析] 考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義.
∵y=2x+2,且切線傾斜角[0,4],
切線的斜率k滿足01,即01,
-1-12.
二、填空題
11.已知函數(shù)f(x)=x2+3,則f(x)在(2,f(2))處的切線方程為________.
[答案] 4x-y-1=0
[解析] ∵f(x)=x2+3,x0=2
f(2)=7,y=f(2+x)-f(2)=4x+(x)2
yx=4+x.limx0 yx=4.即f(2)=4.
又切線過(2,7)點(diǎn),所以f(x)在(2,f(2))處的切線方程為y-7=4(x-2)
即4x-y-1=0.
12.若函數(shù)f(x)=x-1x,則它與x軸交點(diǎn)處的切線的方程為________.
[答案] y=2(x-1)或y=2(x+1)
[解析] 由f(x)=x-1x=0得x=1,即與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0)或(-1,0).
∵f(x)=limx0 (x+x)-1x+x-x+1xx
=limx0 1+1x(x+x)=1+1x2.
切線的斜率k=1+11=2.
切線的方程為y=2(x-1)或y=2(x+1).
13.曲線C在點(diǎn)P(x0,y0)處有切線l,則直線l與曲線C的公共點(diǎn)有________個(gè).
[答案] 至少一
[解析] 由切線的定義,直線l與曲線在P(x0,y0)處相切,但也可能與曲線其他部分有公共點(diǎn),故雖然相切,但直線與曲線公共點(diǎn)至少一個(gè).
14.曲線y=x3+3x2+6x-10的切線中,斜率最小的切線方程為________.
[答案] 3x-y-11=0
[解析] 設(shè)切點(diǎn)P(x0,y0),則過P(x0,y0)的切線斜率為 ,它是x0的'函數(shù),求出其最小值.
設(shè)切點(diǎn)為P(x0,y0),過點(diǎn)P的切線斜率k= =3x20+6x0+6=3(x0+1)2+3.當(dāng)x0=-1時(shí)k有最小值3,此時(shí)P的坐標(biāo)為(-1,-14),其切線方程為3x-y-11=0.
三、解答題
15.求曲線y=1x-x上一點(diǎn)P4,-74處的切線方程.
[解析] y=limx0 1x+x-1x-(x+x-x)x
=limx0 -xx(x+x)-xx+x+xx
=limx0 -1x(x+x)-1x+x+x=-1x2-12x .
y|x=4=-116-14=-516,
曲線在點(diǎn)P4,-74處的切線方程為:
y+74=-516(x-4).
即5x+16y+8=0.
16.已知函數(shù)f(x)=x3-3x及y=f(x)上一點(diǎn)P(1,-2),過點(diǎn)P作直線l.
(1)求使直線l和y=f(x)相切且以P為切點(diǎn)的直線方程;
(2)求使直線l和y=f(x)相切且切點(diǎn)異于點(diǎn)P的直線方程y=g(x).
[解析] (1)y=limx0 (x+x)3-3(x+x)-3x3+3xx=3x2-3.
則過點(diǎn)P且以P(1,-2)為切點(diǎn)的直線的斜率
k1=f(1)=0,
所求直線方程為y=-2.
(2)設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,x30-3x0),
則直線l的斜率k2=f(x0)=3x20-3,
直線l的方程為y-(x30-3x0)=(3x20-3)(x-x0)
又直線l過點(diǎn)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.
故所求直線斜率k=3x20-3=-94,
于是:y-(-2)=-94(x-1),即y=-94x+14.
17.求證:函數(shù)y=x+1x圖象上的各點(diǎn)處的切線斜率小于1.
[解析] y=limx0 f(x+x)-f(x)x
=limx0 x+x+1x+x-x+1xx
=limx0 xx(x+x)-x(x+x)xx
=limx0 (x+x)x-1(x+x)x
=x2-1x2=1-1x21,
y=x+1x圖象上的各點(diǎn)處的切線斜率小于1.
18.已知直線l1為曲線y=x2+x-2在點(diǎn)(1,0)處的切線,l2為該曲線的另一條切線,且l1l2.
(1)求直線l2的方程;
(2)求由直線l1、l2和x軸所圍成的三角形的面積.
[解析] (1)y|x=1
=limx0 (1+x)2+(1+x)-2-(12+1-2)x=3,
所以l1的方程為:y=3(x-1),即y=3x-3.
設(shè)l2過曲線y=x2+x-2上的點(diǎn)B(b,b2+b-2),
y|x=b=limx0 (b+x)2+(b+x)-2-(b2+b-2)x
=2b+1,所以l2的方程為:y-(b2+b-2)=(2b+1)(x-b),即y=(2b+1)x-b2-2.
因?yàn)閘1l2,所以3(2b+1)=-1,所以b=-23,所以l2的方程為:y=-13x-229.
(2)由y=3x-3,y=-13x-229,得x=16,y=-52,
即l1與l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為16,-52.
又l1,l2與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(1,0),-223,0.
所以所求三角形面積S=12-521+223=12512.
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