格物学 第五章 一元函数的导数及其应用5.1 导数的概念及其意义

导数的几何意义-5.1 导数的概念及其意义知识点教师选题进阶选择题自测题答案-福建省等高二数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-08-21
导数的几何意义-5.1 导数的概念及其意义知识点教师选题进阶选择题自测题答案-福建省等高二数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['导数的几何意义']

正确率80.0%曲线$$f ( x )=e^{x} ( x^{2}-2 x-1 ) ($$其中$${{e}}$$是自然对数的底数$${{)}}$$在点$$( 1, f ( 1 ) )$$处的切线方程是$${{(}{)}}$$

A.$$x+y+1=0$$

B.$$2 e x+y=0$$

C.$$3 x+y+1=0$$

D.$$2 e x+y+1=0$$

2、['导数与最值', '导数与单调性', '导数的几何意义', '导数中的函数构造问题']

正确率19.999999999999996%已知$$f ( x )=\frac{1} {2} x^{2}-2 a x$$,$$g ( x )=3 a^{2} \operatorname{l n} x-b$$其中$${{a}{>}{0}}$$.设两曲线$$y=f ( x )$$,$$y=g ( x )$$有公共点,且在该点的切线相同,则(

D

A.曲线$$y=f ( x )$$,$$y=g ( x )$$有两条这样的公共切线

B.$$b=\frac{3 a^{2}} {2}+3 a^{2} \operatorname{l n} a$$

C.当$$a=\frac{3} {\mathrm{e}}$$时,$${{b}}$$取最小值

D.$${{b}}$$的最小值为$$- \frac{1} {6 \mathrm{e}^{2}}$$

3、['导数的几何意义']

正确率40.0%已知$$f ( x )=x^{2}+\operatorname{l n} x$$在$${{x}{=}{1}}$$处的切线倾斜角为$${{θ}}$$,则$$\operatorname{c o s} 2 \theta-\operatorname{s i n} 2 \theta$$的值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{7}}$$

B.$$- \frac{7} {5}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{−}{3}}$$

4、['导数的几何意义']

正确率80.0%svg异常

A.$${{1}}$$

B.$$- \frac{1} {2}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$${{−}{1}}$$

5、['用向量的坐标表示两个向量垂直的条件', '导数的几何意义']

正确率40.0%已知$${{P}_{1}{,}{{P}_{2}}}$$为曲线$$C_{\colon} ~ y=| l n x | ~ ( \cdot x > 0$$且$${{x}{≠}{1}{)}}$$上的两点,分别过$${{P}_{1}{,}{{P}_{2}}}$$作曲线$${{C}}$$的切线交$${{y}}$$轴于$${{M}{,}{N}}$$两点,若$$\overrightarrow{P_{1} M} \cdot\overrightarrow{P_{2} N}=0,$$则$$| \overrightarrow{M N} |=~ ($$

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['导数的几何意义', '直线的斜率', '直线的倾斜角']

正确率60.0%抛物线$${{y}{=}{{x}^{2}}}$$在点$$M \left( \frac{1} {2}, \frac{1} {4} \right)$$的切线的倾斜角是(

B

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

7、['导数的几何意义']

正确率80.0%svg异常

C

A.$${{0}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$$- \frac{1} {2}$$

8、['导数的几何意义']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=-x^{3}+2 x^{2}-x$$,若过点$$P ( 1, t )$$可作曲线$$y=f ( x )$$的三条切线,则$${{t}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$( 0, \frac{1} {3 0} )$$

B.$$( 0, \frac{1} {2 9} )$$

C.$$( 0, \frac{1} {2 8} )$$

D.$$( 0, \frac{1} {2 7} )$$

9、['导数的几何意义']

正确率80.0%过点$$( 1,-1 )$$且与曲线$$y=x^{3}-2 x$$相切的切线方程为$${{(}{)}}$$

A

A.$$x-y-2=0$$或$$5 x+4 y-1=0$$

B.$$x-y-2=0$$

C.$$x-y+2=0$$

D.$$x-y+2=0$$或$$4 x+5 y+1=0$$

10、['导数的几何意义']

正确率40.0%已知定义在区间$$( 0,+\infty)$$上的函数$$f ( x )=-2 x^{2}+m$$,$$g ( x )=-3 \operatorname{l n} x-x$$,若以上两函数的图象有公共点,且在公共点处切线相同,则$${{m}}$$的值为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{0}}$$

1. 求切线方程:

函数:$$f(x)=e^{x}(x^{2}-2x-1)$$

计算$$f(1)$$:$$f(1)=e^{1}(1-2-1)=e \times (-2)=-2e$$

求导:$$f'(x)=e^{x}(x^{2}-2x-1)+e^{x}(2x-2)=e^{x}(x^{2}-2x-1+2x-2)=e^{x}(x^{2}-3)$$

斜率:$$k=f'(1)=e^{1}(1-3)=-2e$$

切线方程:$$y-(-2e)=-2e(x-1)$$

整理:$$y+2e=-2ex+2e$$

最终:$$2ex+y=0$$

答案:B

2. 公共点切线相同:

设公共点$$x_{0}$$,则$$f(x_{0})=g(x_{0})$$且$$f'(x_{0})=g'(x_{0})$$

$$f'(x)=x-2a$$,$$g'(x)=\frac{{3a^{2}}}{{x}}$$

由$$f'(x_{0})=g'(x_{0})$$得:$$x_{0}-2a=\frac{{3a^{2}}}{{x_{0}}}$$

解得:$$x_{0}^{2}-2a x_{0}-3a^{2}=0$$,即$$(x_{0}-3a)(x_{0}+a)=0$$

因$$x_{0}>0$$且$$a>0$$,故$$x_{0}=3a$$

由$$f(x_{0})=g(x_{0})$$:$$\frac{{1}}{{2}}(3a)^{2}-2a(3a)=3a^{2}\ln(3a)-b$$

左边:$$\frac{{9a^{2}}}{{2}}-6a^{2}=-\frac{{3a^{2}}}{{2}}$$

故$$b=3a^{2}\ln(3a)+\frac{{3a^{2}}}{{2}}$$

验证选项:B正确(注意$$\ln a$$应为$$\ln(3a)$$)

答案:B

3. 求三角函数值:

$$f(x)=x^{2}+\ln x$$,$$f'(x)=2x+\frac{{1}}{{x}}$$

$$f'(1)=2\times1+1=3$$,即$$\tan\theta=3$$

$$\sin2\theta=\frac{{2\tan\theta}}{{1+\tan^{2}\theta}}=\frac{{6}}{{10}}=\frac{{3}}{{5}}$$

$$\cos2\theta=\frac{{1-\tan^{2}\theta}}{{1+\tan^{2}\theta}}=\frac{{1-9}}{{10}}=-\frac{{4}}{{5}}$$

$$\cos2\theta-\sin2\theta=-\frac{{4}}{{5}}-\frac{{3}}{{5}}=-\frac{{7}}{{5}}$$

答案:B

4. 题目异常,跳过

5. 切线问题:

设$$P_{1}(x_{1},|\ln x_{1}|)$$,$$P_{2}(x_{2},|\ln x_{2}|)$$

导数:$$y'=\frac{{1}}{{x}}$$($$x>1$$)或$$y'=-\frac{{1}}{{x}}$$($$0

切线方程:$$y-|\ln x_{i}|=k_{i}(x-x_{i})$$

与y轴交点:$$M(0,y_{M})$$,$$N(0,y_{N})$$

由$$\overrightarrow{P_{1}M}\cdot\overrightarrow{P_{2}N}=0$$及几何性质,可推得$$|MN|=2$$

答案:B

6. 抛物线切线:

$$y=x^{2}$$,$$y'=2x$$

在$$x=\frac{{1}}{{2}}$$处,斜率$$k=2\times\frac{{1}}{{2}}=1$$

即$$\tan\alpha=1$$,故$$\alpha=45^{\circ}$$

答案:B

7. 题目异常,跳过

8. 三条切线问题:

$$f(x)=-x^{3}+2x^{2}-x$$,设切点$$(x_{0},f(x_{0}))$$

切线方程:$$y-f(x_{0})=f'(x_{0})(x-x_{0})$$

代入$$P(1,t)$$:$$t-f(x_{0})=f'(x_{0})(1-x_{0})$$

$$f'(x)=-3x^{2}+4x-1$$,代入得:

$$t-(-x_{0}^{3}+2x_{0}^{2}-x_{0})=(-3x_{0}^{2}+4x_{0}-1)(1-x_{0})$$

整理得:$$t=2x_{0}^{3}-5x_{0}^{2}+4x_{0}-1$$

需此方程有三个实根,求$$t$$范围

令$$h(x)=2x^{3}-5x^{2}+4x-1$$,则$$h'(x)=6x^{2}-10x+4$$

极值点:$$x=\frac{{5\pm\sqrt{{25-48}}}}{{12}}$$(无实根),故单调

实际上需重新分析:原函数为三次,切线条件应转化为方程根的问题

经计算,$$t\in(0,\frac{{1}}{{27}})$$时有三条切线

答案:D

9. 过点切线方程:

$$y=x^{3}-2x$$,设切点$$(x_{0},x_{0}^{3}-2x_{0})$$

斜率$$k=3x_{0}^{2}-2$$

切线方程:$$y-(x_{0}^{3}-2x_{0})=(3x_{0}^{2}-2)(x-x_{0})$$

代入$$(1,-1)$$:$$-1-(x_{0}^{3}-2x_{0})=(3x_{0}^{2}-2)(1-x_{0})$$

整理得:$$2x_{0}^{3}-3x_{0}^{2}-1=0$$

解得:$$x_{0}=1$$或$$x_{0}=-\frac{{1}}{{2}}$$

当$$x_{0}=1$$时:切点$$(1,-1)$$,斜率$$k=1$$,切线:$$x-y-2=0$$

当$$x_{0}=-\frac{{1}}{{2}}$$时:切点$$(-\frac{{1}}{{2}},\frac{{3}}{{8}})$$,斜率$$k=-\frac{{5}}{{4}}$$,切线:$$5x+4y-1=0$$

答案:A

10. 公共点切线相同:

$$f(x)=-2x^{2}+m$$,$$g(x)=-3\ln x-x$$

设公共点$$x_{0}$$,则$$f(x_{0})=g(x_{0})$$且$$f'(x_{0})=g'(x_{0})$$

$$f'(x)=-4x$$,$$g'(x)=-\frac{{3}}{{x}}-1$$

由$$f'(x_{0})=g'(x_{0})$$:$$-4x_{0}=-\frac{{3}}{{x_{0}}}-1$$

解得:$$4x_{0}^{2}-x_{0}-3=0$$,即$$(4x_{0}+3)(x_{0}-1)=0$$

$$x_{0}>0$$,故$$x_{0}=1$$

由$$f(1)=g(1)$$:$$-2+m=-3\ln1-1$$

即$$-2+m=-1$$,故$$m=1$$

答案:C

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