格物学 第五章 一元函数的导数及其应用5.2 导数的运算

基本初等函数的导数-5.2 导数的运算知识点考前进阶自测题解析-陕西省等高二数学选择必修,平均正确率52.0%

2025-07-17
基本初等函数的导数-5.2 导数的运算知识点考前进阶自测题解析-陕西省等高二数学选择必修,平均正确率52.0%
1、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=f^{\prime} \left( \frac{\pi} {4} \right) \operatorname{c o s} 2 x+\operatorname{s i n} x.$$则$${{f}{(}{x}{)}}$$在$$x=\frac{\pi} {4}$$处的导数为(

A

A.$$\frac{\sqrt{2}} {6}$$

B.$$\frac{\sqrt2} {4}$$

C.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

D.$$- \frac{\sqrt2} 2$$

2、['基本初等函数的导数', '导数与最值']

正确率60.0%已知$${{g}{(}{x}{)}}$$是$$y=\frac{1} {x} ( x > 0 )$$的导函数,则函数$${{g}{(}{x}{)}}$$在$$( 0, ~+\infty)$$上(

A

A.单调递增

B.单调递减

C.有最大值

D.有最小值

3、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数', '导数与单调性', '导数与极值', '对数方程与对数不等式的解法', '利用导数讨论函数单调性', '导数中不等式恒成立与存在性问题', '命题的真假性判断']

正确率19.999999999999996%设函数$$f^{\textsc{} {(}} x \roheadrightarrow\textit{)}=x l n x, \textit{g}^{\textsc{(}} x \roge\roge\frac{f^{\prime} ( x )} {x}$$,给定下列命题
$${①}$$不等式$$g \ ( \ x ) \ > 0$$的解集为$$( \frac{1} {e}, \enspace+\infty)$$;
$${②}$$函数$${{g}{(}{x}{)}}$$在$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\boldmath~ e ~} )$$单调递增,在$$( \textit{e}, \textit{}+\infty)$$单调递减;
$$\odot x \in[ \frac{1} {e}, \, 1 ]$$时,总有$$f \ ( \textbf{x} ) \leq g \ ( \textbf{x} )$$恒成立;
$${④}$$若函数$$F ~ ( \textbf{x} ) ~=f ~ ( \textbf{x} ) ~-a x^{2}$$有两个极值点,则实数
则正确的命题的个数为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

4、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数', '函数求值']

正确率60.0%已知$$f \left( x \right)=x^{2}+2 x \cdot f^{\prime} \left( 1 \right)$$,则$${{f}{^{′}}{{(}{0}{)}}}$$等于(

D

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{−}{4}}$$

5、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数', '函数求值']

正确率40.0%若$$f ( x )=\operatorname{s i n} x+\operatorname{c o s} x$$,则$$f^{\prime} ( \frac{\pi} {4} )=$$

B

A.$${\sqrt {2}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{−}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{−}{1}}$$

6、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数']

正确率60.0%函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=x^{2}+x l n x$$的导函数是$$f^{\prime} \textsubscript{\textit{( x )}}$$,则$$f^{\prime} \setminus{\bf1} )$$的值为(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$$2+l n 2$$

7、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数']

正确率60.0%已知$$f ( x )=x^{2}+3 x f^{\prime} ( 1 )$$,则$$f^{\prime} ( 2 )=$$()​

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{8}}$$

8、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数']

正确率60.0%已知$$f ( x )=~ x^{2}+~ 3 x ~ f^{\prime} ( 1 )$$,则$$f^{\prime} ( 2 )=( ~ ~ )$$

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{8}}$$

9、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数', '导数与极值', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=( \operatorname{c o s} x-\operatorname{s i n} x ) e^{x}, \, \, \, x \in( 0, 1 0 \pi)$$,则$${{f}{(}{x}{)}}$$的所有极大值点之和与所有极小值点之和的差为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{−}{5}{π}}$$

B.$${{5}{π}}$$

C.$${{5}{5}{π}}$$

D.$${{−}{{5}{5}}{π}}$$

10、['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']

正确率60.0%下列求导式子正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.$$( \frac{1} {\operatorname{l n} x} )^{\prime}=x$$

B.$$( \operatorname{s i n} 2 x )^{\prime}=2 \mathrm{c o s}^{2} x-1$$

C.$$( x-\frac{1} {x} )^{\prime}=1+\frac{1} {x^{2}}$$

D.$$( e^{-x} )^{\prime}=e^{-x}$$

1. 解析:

已知函数 $$f(x) = f'\left(\frac{\pi}{4}\right) \cos 2x + \sin x$$,求 $$f(x)$$ 在 $$x = \frac{\pi}{4}$$ 处的导数。

首先,对 $$f(x)$$ 求导:

$$f'(x) = -2 f'\left(\frac{\pi}{4}\right) \sin 2x + \cos x$$

将 $$x = \frac{\pi}{4}$$ 代入上式:

$$f'\left(\frac{\pi}{4}\right) = -2 f'\left(\frac{\pi}{4}\right) \sin \left(\frac{\pi}{2}\right) + \cos \left(\frac{\pi}{4}\right)$$

化简得:

$$f'\left(\frac{\pi}{4}\right) = -2 f'\left(\frac{\pi}{4}\right) \cdot 1 + \frac{\sqrt{2}}{2}$$

解得:

$$3 f'\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}$$

$$f'\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{6}$$

因此,正确答案是 A

2. 解析:

已知 $$g(x)$$ 是 $$y = \frac{1}{x}$$($$x > 0$$)的导函数,即 $$g(x) = -\frac{1}{x^2}$$。

对 $$g(x)$$ 求导:

$$g'(x) = \frac{2}{x^3} > 0$$ 对于 $$x > 0$$。

因此,$$g(x)$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 上单调递增。

正确答案是 A

3. 解析:

给定函数 $$f(x) = x \ln x$$ 和 $$g(x) = \frac{f'(x)}{x} = \frac{1 + \ln x}{x}$$。

分析各命题:

解不等式 $$g(x) > 0$$:

$$\frac{1 + \ln x}{x} > 0$$,由于 $$x > 0$$,只需 $$1 + \ln x > 0$$,即 $$x > \frac{1}{e}$$。

解集为 $$\left(\frac{1}{e}, +\infty\right)$$,命题正确。

分析 $$g(x)$$ 的单调性:

对 $$g(x)$$ 求导:

$$g'(x) = \frac{-\ln x}{x^2}$$。

当 $$0 < x < e$$ 时,$$g'(x) > 0$$,函数单调递增;

当 $$x > e$$ 时,$$g'(x) < 0$$,函数单调递减。

命题正确。

比较 $$f(x)$$ 和 $$g(x)$$ 在 $$\left[\frac{1}{e}, 1\right]$$ 上的大小:

设 $$h(x) = f(x) - g(x) = x \ln x - \frac{1 + \ln x}{x}$$。

计算 $$h(1) = 0 - 1 = -1 < 0$$,$$h\left(\frac{1}{e}\right) = -\frac{1}{e} - 0 = -\frac{1}{e} < 0$$。

因此,$$f(x) \leq g(x)$$ 在 $$\left[\frac{1}{e}, 1\right]$$ 上成立,命题正确。

函数 $$F(x) = f(x) - a x^2$$ 有两个极值点:

求导得 $$F'(x) = 1 + \ln x - 2a x$$。

设 $$F'(x) = 0$$ 有两个解,需满足 $$a \in \left(0, \frac{1}{2e}\right)$$。

命题未给出具体范围,但题目描述不完整,暂不判断。

综上,正确的命题有 3 个,答案是 C

4. 解析:

已知 $$f(x) = x^2 + 2x \cdot f'(1)$$,求 $$f'(0)$$。

对 $$f(x)$$ 求导:

$$f'(x) = 2x + 2 f'(1)$$。

将 $$x = 1$$ 代入:

$$f'(1) = 2 \cdot 1 + 2 f'(1)$$,解得 $$f'(1) = -2$$。

因此,$$f'(x) = 2x - 4$$。

$$f'(0) = -4$$。

正确答案是 D

5. 解析:

函数 $$f(x) = \sin x + \cos x$$,求 $$f'\left(\frac{\pi}{4}\right)$$。

求导得:

$$f'(x) = \cos x - \sin x$$。

代入 $$x = \frac{\pi}{4}$$:

$$f'\left(\frac{\pi}{4}\right) = \cos \frac{\pi}{4} - \sin \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} = 0$$。

正确答案是 B

6. 解析:

函数 $$f(x) = x^2 + x \ln x$$,求 $$f'(1)$$。

求导得:

$$f'(x) = 2x + \ln x + 1$$。

代入 $$x = 1$$:

$$f'(1) = 2 \cdot 1 + \ln 1 + 1 = 2 + 0 + 1 = 3$$。

正确答案是 C

7. 解析:

已知 $$f(x) = x^2 + 3x f'(1)$$,求 $$f'(2)$$。

对 $$f(x)$$ 求导:

$$f'(x) = 2x + 3 f'(1)$$。

将 $$x = 1$$ 代入:

$$f'(1) = 2 \cdot 1 + 3 f'(1)$$,解得 $$f'(1) = -1$$。

因此,$$f'(x) = 2x - 3$$。

$$f'(2) = 4 - 3 = 1$$。

正确答案是 A

8. 解析:

同第7题,正确答案是 A

9. 解析:

函数 $$f(x) = (\cos x - \sin x) e^x$$,$$x \in (0, 10\pi)$$。

求导得:

$$f'(x) = (-\sin x - \cos x + \cos x - \sin x) e^x = -2 \sin x \cdot e^x$$。

令 $$f'(x) = 0$$,得 $$\sin x = 0$$,即 $$x = k\pi$$($$k \in \mathbb{Z}$$)。

在 $$(0, 10\pi)$$ 内,极值点为 $$x = \pi, 2\pi, \dots, 9\pi$$。

二阶导数:

$$f''(x) = -2 (\cos x + \sin x) e^x$$。

极大值点:$$f''(x) < 0$$,即 $$\cos x + \sin x > 0$$,对应 $$x = \pi, 5\pi, 9\pi$$。

极小值点:$$f''(x) > 0$$,即 $$\cos x + \sin x < 0$$,对应 $$x = 2\pi, 4\pi, 6\pi, 8\pi$$。

计算和:

极大值点之和:$$\pi + 5\pi + 9\pi = 15\pi$$;

极小值点之和:$$2\pi + 4\pi + 6\pi + 8\pi = 20\pi$$。

差值为 $$15\pi - 20\pi = -5\pi$$。

正确答案是 A

10. 解析:

逐一验证选项:

A:$$(\frac{1}{\ln x})' = -\frac{1}{x (\ln x)^2} \neq x$$,错误。

B:$$(\sin 2x)' = 2 \cos 2x = 2 (2 \cos^2 x - 1)$$,但题目给出 $$2 \cos^2 x - 1$$,不匹配,错误。

C:$$(x - \frac{1}{x})' = 1 + \frac{1}{x^2}$$,正确。

D:$$(e^{-x})' = -e^{-x} \neq e^{-x}$$,错误。

正确答案是 C

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