格物学 第五章 一元函数的导数及其应用5.2 导数的运算

简单复合函数的导数-5.2 导数的运算知识点回顾进阶选择题自测题答案-重庆市等高二数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-08-20
简单复合函数的导数-5.2 导数的运算知识点回顾进阶选择题自测题答案-重庆市等高二数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['简单复合函数的导数', '瞬时变化率']

正确率60.0%某铁球在$${{0}^{∘}{C}}$$时,半径为$${{1}{{d}{m}}{,}}$$当温度在很小的范围内变化时,由于热胀冷缩,铁球的半径会发生变化,且当温度为$${{t}^{∘}{C}}$$时,铁球的半径为$$( 1+a t ) \mathrm{d m},$$其中$${{a}}$$为常数.则当$${{t}{=}{0}}$$时,铁球体积对温度的瞬时变化率为(

D

A.$${{0}}$$

B.$${{π}{a}}$$

C.$${\frac{4} {3}} \pi a$$

D.$${{4}{π}{a}}$$

2、['简单复合函数的导数', '基本初等函数的导数']

正确率80.0%下列求导运算正确的是(

D

A.$$\left( \frac{1} {x} \right)^{\prime}=\frac{1} {x^{2}}$$

B.$$( \mathrm{c o s} x )^{\prime}=\mathrm{s i n} x$$

C.$$\left( \mathrm{s i n} \frac{\pi} {3} \right)^{\prime}=\mathrm{c o s} \frac{\pi} {3}$$

D.$$( \operatorname{l o g}_{2} x )^{\prime}=\frac{1} {x \mathrm{l n} 2}$$

3、['简单复合函数的导数', '导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数', '导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%设函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$的导函数为$${{f}{^{′}}{{(}{x}{)}}}$$,且在$${{R}}$$上$$2 f \left( x \right)+x f^{\prime} \left( x \right) < 0$$恒成立,则$$f \left( 1 \right), \, \, 2 0 1 7 f \left( \sqrt{2 0 1 7} \right), \, \, 2 0 1 8 f \left( \sqrt{2 0 1 8} \right)$$的大小关系为(

D

A.$$f \left( 1 \right) < 2 0 1 8 f \left( \sqrt{2 0 1 8} \right) < 2 0 1 7 f \left( \sqrt{2 0 1 7} \right)$$

B.$$f \left( 1 \right) < 2 0 1 7 f \left( \sqrt{2 0 1 7} \right) < 2 0 1 8 f \left( \sqrt{2 0 1 8} \right)$$

C.$$2 0 1 8 f \left( \sqrt{2 0 1 8} \right) < f \left( 1 \right) < 2 0 1 7 f \left( \sqrt{2 0 1 7} \right)$$

D.$$2 0 1 8 f \left( \sqrt{2 0 1 8} \right) < 2 0 1 7 f \left( \sqrt{2 0 1 7} \right) < f \left( 1 \right)$$

4、['简单复合函数的导数', '导数与最值', '导数与极值', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%函数$$f \left( \textbf{x} \right) ~=x^{3}-3 x^{2}$$在区间$$[-2, ~ 4 ]$$上的最大值为(

C

A.$${{−}{4}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{1}{6}}$$

D.$${{2}{0}}$$

5、['简单复合函数的导数', '利用导数讨论函数单调性', '函数的单调区间']

正确率60.0%函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=x l n x$$的单调递减区间为(

B

A.$$( \mathrm{~-\infty, ~} \frac{1} {e} )$$

B.$$( 0, ~ \frac{1} {e} )$$

C.$$( \ -\infty, \ e )$$

D.$$( \textit{e}, \textit{}+\infty)$$

6、['简单复合函数的导数', '归纳推理']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=x^{2} e^{x}, \ f_{1} ( x )=f^{'} ( x ), \ f_{2} ( x )=f_{1}^{'} ( x ), \ f_{3} ( x )=f_{2}^{'} ( x ), \ \ \ldots, \ f_{n} ( x )=f_{n-1}^{'} ( x ).$$,则$$f_{n} ( 0 )=$$

C

A.$${{n}^{2}}$$

B.$$n ( n+1 )$$

C.$$n ( n-1 )$$

D.$${{2}{n}}$$

7、['简单复合函数的导数', '导数的四则运算法则', '函数求值']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=x^{2}+\frac{1} {x}$$,则$$f^{\prime} (-1 )=\alpha$$

A

A.$${{−}{3}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{3}}$$

8、['简单复合函数的导数', '导数的四则运算法则', '函数求值']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=x+\operatorname{l n} x$$,则$$f^{\prime} ( 1 )$$的值为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{−}{2}}$$

9、['简单复合函数的导数', '利用导数求曲线的切线方程(斜率)', '导数的几何意义']

正确率60.0%已知$${{e}}$$是自然对数的底数,函数$$f ( x )=\mathrm{e}^{x^{2}-3 x-4}$$的图象在点$$(-1, 1 )$$处的切线方程为(

D

A.$$x+y=0$$

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

C.$$5 x-y+6=0$$

D.$$5 x+y+4=0$$

10、['简单复合函数的导数', '利用导数求曲线的切线方程(斜率)']

正确率60.0%曲线$$y=\operatorname{l n} 2 x$$在$$x=\frac{1} {2}$$处的切线方程是$${{(}{)}}$$

C

A.$$y=x-\frac{1} {2}$$

B.$$y=x-1$$

C.$$y=2 x-1$$

D.$$y=2 x-\frac{1} {2}$$

第一题:铁球体积对温度的瞬时变化率

体积公式:$$V = \frac{4}{3} \pi r^3$$,其中$$r = 1 + a t$$

对温度$$t$$求导:$$\frac{dV}{dt} = \frac{4}{3} \pi \cdot 3r^2 \cdot \frac{dr}{dt} = 4 \pi r^2 \cdot a$$

当$$t = 0$$时,$$r = 1$$,代入得:$$\frac{dV}{dt} = 4 \pi \cdot 1^2 \cdot a = 4 \pi a$$

答案:D

第二题:求导运算正确性判断

A:$$\left( \frac{1}{x} \right)' = -\frac{1}{x^2}$$,错误

B:$$(\cos x)' = -\sin x$$,错误

C:$$\sin \frac{\pi}{3}$$是常数,导数为0,错误

D:$$(\log_2 x)' = \frac{1}{x \ln 2}$$,正确

答案:D

第三题:函数值大小比较

由$$2f(x) + xf'(x) < 0$$,构造$$g(x) = x^2 f(x)$$

求导:$$g'(x) = 2x f(x) + x^2 f'(x) = x[2f(x) + xf'(x)] < 0$$(当$$x > 0$$)

故$$g(x)$$在$$(0, +\infty)$$单调递减

比较:$$g(1) = f(1)$$,$$g(\sqrt{2017}) = 2017 f(\sqrt{2017})$$,$$g(\sqrt{2018}) = 2018 f(\sqrt{2018})$$

由于$$1 < \sqrt{2017} < \sqrt{2018}$$,且$$g(x)$$递减,故$$g(1) > g(\sqrt{2017}) > g(\sqrt{2018})$$

即$$f(1) > 2017 f(\sqrt{2017}) > 2018 f(\sqrt{2018})$$

答案:D

第四题:函数最大值

$$f(x) = x^3 - 3x^2$$,求导:$$f'(x) = 3x^2 - 6x = 3x(x - 2)$$

临界点:$$x = 0$$,$$x = 2$$

计算端点及临界点函数值:

$$f(-2) = -8 - 12 = -20$$

$$f(0) = 0$$

$$f(2) = 8 - 12 = -4$$

$$f(4) = 64 - 48 = 16$$

最大值为16

答案:C

第五题:函数单调递减区间

$$f(x) = x \ln x$$,定义域$$(0, +\infty)$$

求导:$$f'(x) = \ln x + 1$$

令$$f'(x) < 0$$:$$\ln x + 1 < 0$$,即$$\ln x < -1$$,$$x < e^{-1} = \frac{1}{e}$$

结合定义域,递减区间为$$(0, \frac{1}{e})$$

答案:B

第六题:高阶导数求值

$$f(x) = x^2 e^x$$,求$$f_n(0)$$

使用莱布尼茨公式:$$(x^2 e^x)^{(n)} = \sum_{k=0}^n C_n^k (x^2)^{(k)} (e^x)^{(n-k)}$$

当$$x = 0$$时,仅$$k = 2$$项非零:$$C_n^2 \cdot 2! \cdot e^x|_{x=0} = \frac{n(n-1)}{2} \cdot 2 \cdot 1 = n(n-1)$$

答案:C

第七题:导数求值

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

代入$$x = -1$$:$$f'(-1) = 2 \times (-1) - \frac{1}{(-1)^2} = -2 - 1 = -3$$

答案:A

第八题:导数求值

$$f(x) = x + \ln x$$,求导:$$f'(x) = 1 + \frac{1}{x}$$

代入$$x = 1$$:$$f'(1) = 1 + \frac{1}{1} = 2$$

答案:B

第九题:切线方程求解

$$f(x) = e^{x^2 - 3x - 4}$$,点$$(-1, 1)$$

求导:$$f'(x) = e^{x^2 - 3x - 4} \cdot (2x - 3)$$

斜率:$$k = f'(-1) = e^{1 + 3 - 4} \cdot (-2 - 3) = e^0 \times (-5) = -5$$

切线方程:$$y - 1 = -5(x + 1)$$,即$$5x + y + 4 = 0$$

答案:D

第十题:切线方程求解

$$y = \ln 2x$$,在$$x = \frac{1}{2}$$处

求导:$$y' = \frac{1}{2x} \cdot 2 = \frac{1}{x}$$

斜率:$$k = \frac{1}{1/2} = 2$$

切点:$$(\frac{1}{2}, \ln 1) = (\frac{1}{2}, 0)$$

切线方程:$$y - 0 = 2(x - \frac{1}{2})$$,即$$y = 2x - 1$$

答案:C

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