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高二数学导数及其应用试题答案及解析

2021-09-30 来源:年旅网
高二数学导数及其应用试题答案及解析

1. 已知直线A.

的切线,则的值为 ( ) B.

C.

D.

【答案】C 【解析】 ∴

,则。

∴切点为

,曲线

【考点】切线方程、对数运算。

点评:根据导数的几何意义,先把切点利用k表示,再利用切点是切线和曲线的公共点代入已知方程求值。

2. 已知函数,则的值为 . 【答案】 【解析】令,则 =, ∴= 【考点】求导法则的灵活应用

点评:本题是一个技巧题,在无法求的条件下,借助积的求导运算法则和0这个特殊值,消去,避免了求的运算。

3. 一点沿直线运动,如果由始点起经过t秒后的距离为是 ( ) A.1秒末 B.0秒

C.4秒末

,那么速度为零的时刻

D.0,1,4秒末

【答案】D

【解析】求导函数s′=t3-5t2+4t=t(t-1)(t-4) 令s′=0,可得t(t-1)(t-4)=0 ∴t=0或t=1或t=4,故选D。

【考点】本题主要考查函数模型、导数的应用。

点评:本题以函数为载体,考查函数模型的构建及导数的应用,属于中档题。

4. (2006年广东卷)设函数分别在、处取得极小值、极大值.

平面上点

A、B的坐标分别为、,该平面上动点P满足,点Q是点P关于直线

的对称点

求:(Ⅰ)点A、B的坐标 ; (Ⅱ)动点Q的轨迹方程

【答案】(Ⅰ) 点A、B的坐标为.(Ⅱ) 【解析】分析:根据极值点得,根据附近导数判断极小值、极大值点;根据向量的数量及对称点坐标关系可求得Q点轨迹. 解: (Ⅰ)令解得 当时,, 当时, ,当时, 所以,函数在处取得极小值,在取得极大值,故 ,

所以, 点A、B的坐标为. (Ⅱ) 设

,所以,又PQ的中点在上,所以

消去得

【考点】本题主要考查向量数量积、导数的应用。

点评:本题主要考查了向量和导数的结合,(2)中求轨迹方程,使用了“相关点法”.

5. (2006年安徽卷)已知函数在R上有定义,对任何实数和任何实数,都有

(Ⅰ)证明(Ⅱ)证明

(Ⅲ)当(Ⅱ)中的

其中和均为常数; 时,设

,讨论

内的单调性并求极值.

【答案】(Ⅰ)见解析。(Ⅱ)见解析。 (Ⅲ)当

时,函数

内取得极小值,极小值为

【解析】分析:(Ⅰ)抽象函数通过赋值法求解. (Ⅱ)通过赋值,构做的关系. (Ⅲ)利用(Ⅱ)中关系,表示出,利用导数研究函数单调性与极值性. 证明(Ⅰ)令,则,∵,∴。 (Ⅱ)①令假设成立。 ②令假设

时,,∵时,成立。∴

(Ⅲ)当令当当所以当

时,,得时,时,时,函数

; ,∴,∴

是单调递减函数; 是单调递增函数;

内取得极小值,极小值为

,∴,∵

,∴

,则,,则

成立.

,则

,而 ,而

,∴

,即

,∴

,即

【考点】本题主要考查分段函数、抽象函数及导数在研究单调性方面的应用。 点评:在抽象函数的求值和求解析式中要注意通过赋特殊值构造求解关系. 6. 设函数A.

, 则

B.

( )

C.

D.以上均不对

【答案】A 【解析】

【考点】常数的导数

点评:本题应注意运算顺序,先求出

7. 点在曲线A.

上移动,设点处切线的倾斜角为,则的取值范围( ) B.

,再求0的导数。

==0

C.

D.

【答案】B 【解析】∵

,∴

,∴

【考点】导数的几何意义、倾斜角和斜率的关系

点评:根据导数的几何意义得点导数的值就是曲线在处切线的斜率。然后再根据出的范围。

8. 求下列函数的导数。 ①【答案】①②【解析】①∴②===

; ②

【考点】基本函数的求导运算

点评:本题主要考查学生对求导公式的掌握情况,①给出的是乘积式,先展开化简再求导;②中注意把

转化为

来求。

且与曲线

相切的直线方程。

9. .求垂直于直线

【答案】所求的直线方程为【解析】直线

的斜率为,所以待求的直线斜率为

令,解得。把代入曲线方程中,得 所以所求的直线方程为,即。 【考点】求切线方程

点评:本题根据两直线垂直斜率之积为-1,先求出切线斜率,再利用导数的几何意义求切点坐标,最后利用点斜式方程求出。

10. 过点作抛物线的切线,则其中一条切线为 ( )

A.; B.; C.; D.

【答案】D

【解析】设为作抛物线上一点,则在该点处切线的斜率为

的抛物线的切线的方程为,又,

又, 解之得,于是 则:过(0,1)的切线方程为,即 过(-2,-3)的切线方程为,即 故选D

【考点】切线方程的求法。

点评:求过已知点的切线方程时,先要判断已知点是否为切点。本题中因点

,于是过点

不在抛物线

上,所以要先求出切点坐标,再求切线方程。

11. 已知函数f(x)=【答案】a=1,b=1. 【解析】=若b≠1,则

= 不存在

=

(Δx+1)=1

,试确定a、b的值,使f(x)在x=0处可导.

∴b=1且a=1时,才有f(x)在x=0处可导 ∴a=1,b=1.

【考点】本题主要考查导数的概念及其应用。

点评: 利用导数的定义求函数的导数,注意遵循“算增量,求比值,求极限”。

12. 两车在十字路口相遇后,又沿不同方向继续前进,已知A车向北行驶,速率为30 km/h,B车向东行驶,速率为40 km/h,那么A、B两车间直线距离的增加速率 . A.50km/h B.60 km/h C.80 km/h D.65 km/h 【答案】50 km/h.

【解析】建立平面坐标系0-xy,令A车速度v1=30km/h,方向沿y轴正方向;令B车速度v2=40km/h,

方向沿x轴正方向;且令他们在原点0(十字路口)相遇,时间t=0时刻. 则在t时刻,A车前进位移Sy=30t,方向沿y轴正方向; B车前进位移Sx=40t,方向沿x轴正方向. 那么A、B车在t时刻距离为S=

=50t,

故两车间距离的变化速率为v=dS/dt=50km/h.故答案为 50km/h. 【考点】本题主要考查变化率的概念、导数的应用。

点评:通过建立坐标系,明确了变量关系,得到S=50t,是解题的关键。

13. .当室内的有毒细菌开始增加时,就要使用杀菌剂.刚开始使用的时候,细菌数量还会继续增加,随着时间的增加,它增加幅度逐渐变小,到一定时间,细菌数量开始减少.如果使用杀菌剂t小时后的细菌数量为b(t)=105+104t-103t2.

(1)求细菌在t=5与t=10时的瞬时速度;(2)细菌在哪段时间增加,在哪段时间减少?为什么? 【答案】(1)细菌在t=5与t=10时的瞬时速度分别为0和-10 000. (2)细菌在t∈(0,5)时间段数量增加,在t∈(5,+∞)时间段数量减少. 【解析】(1)b′(t)=\"-2\" 000t+10 000,

b′(t)|t=5=\"-2\" 000×5+10 000=0, b′(t)|t=10=\"-2\" 000×10+10 000=\"-10\" 000, 即细菌在t=5与t=10时的瞬时速度分别为0和-10 000. (2)由-2 000t+10 000>0,得t<5,由-2 000t+10 000<0,得t>5,

即细菌在t∈(0,5)时间段数量增加,在t∈(5,+∞)时间段数量减少. 【考点】本题主要考查函数模型、导数的应用。

点评:本题以函数为载体,考查函数模型的构建及导数的应用,属于中档题。

14. 04湖南文)若A.

B.

在区间[1,2]上都是减函数,则a的值范围( )

C.(0,1)

D.

【答案】D 【解析】因为

在区间[1,2]上都是减函数,故

,得

,在区间[1,2]上都是减函数,故故选D.

【考点】本题主要考查导数在研究函数单调性方面的应用。

点评:在给定区间,导数大于0,函数是增函数;导数小于0 ,函数是减函数。

15. (2006年江西卷)对于R上可导的任意函数f(x),若满足(x-1)³0,则必有( ) A.f(0)+f(2)<2f(1) B.f(0)+f(2)£2f(1) C.f(0)+f(2)³2f(1) D.f(0)+f(2)>2f(1)

【答案】C

【解析】依题意,当x³1时,f¢(x)³0,函数f(x)在(1,+¥)上是增函数;当x<1时,f¢(x)£0,f(x)在(-¥,1)上是减函数,故f(x)当x=1时取得最小值,即有 f(0)³f(1),f(2)³f(1),故选C.

【考点】本题主要考查导数在研究函数单调性方面的应用。

点评:在给定区间,导数大于0,函数是增函数;导数小于0 ,函数是减函数。

16. (2006年福建卷)统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量(升)关于行驶速度(千米/小时)的函数解析式可以表示为:

已知甲、乙两地相距100千米。

(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升? (II)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?

【答案】(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油17.5升。

(II)当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升. 【解析】分析:结合物理知识进行求解. 解:(I)当要耗没

时,汽车从甲地到乙地行驶了

(升)。

小时,

答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油17.5升。 (II)当速度为千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了依题意得

令得 当时,是减函数; 当时,是增函数。 当时,取到极小值 因为在上只有一个极值,所以它是最小值。

答:当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升. 【考点】本小题主要考查函数、导数及其应用。

点评:解答本题关键在于首先构建函数模型,运用导数等数学知识分析和解决实际问题.

17. 一物体的运动方程是,的单位是米,的单位是秒,该物体在3秒末的瞬时速度是 ( ) A.7米/秒 B.6米/秒 C.5米/秒 D.8米/秒

小时,设耗油量为

升,

【答案】C

【解析】由导数的意义可得该物体在3秒末的瞬时速度是∣t=3=5。

【考点】导数的意义

点评:导数的意义是瞬时变化率,在本题中即瞬时速度。

。∵,∴

18. 已知【答案】

,,又,且,.求

【解析】题中有四个参数由,得 于是有由由

,得,得

,,故

为确定它们的值需要四个方程.

,∴ ② ③

∴由①,②,③得∴

【考点】函数的求导运算。 点评:本题重点是求四个参数的值,所以先把已知条件化成关于的方程,再计算。

19. 已知的导数,且,求不等式的解集. 【答案】①当时,不等式的解集为; ②当时,不等式的解集为; ③当,不等式的解集为; ④当时,不等式的解集为; ⑤当时,不等式的解集为。 【解析】, ∴. , ∴ ∴ ∴. 令,则 ①当时,不等式的解集为; ②当时,不等式的解集为; ③当,不等式的解集为; ④当时,不等式的解集为; ⑤当时,不等式的解集为

【考点】函数的求导运算,含参数不等式的解法。

点评:在已知导函数求原函数时,应注意不要漏掉常数项。对字母的讨论是本题的难点;解三次或三次以上的不等式时,用数轴穿根法。

20. 两曲线y=x2+1与y=3-x2在交点处的两切线的夹角为___________. 【答案】arctan

【解析】首先求得交点横坐标x=±1,y=x2+1求导数得=2x,y=3-x2

求导数得=-2x,所以两切线的斜率分别为2,-2或-2,2.由直线的夹角公式得,夹角为arctan。 【考点】本题主要考查导数的几何意义、两直线的夹角公式。

点评:利用导数研究曲线上某点的切线方程,以及夹角公式等基础题知识,考查了运算求解能力,具有一定综合性。

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