资源简介 第 01 讲 导数的概念、运算及几何意义(8 类核心考点精讲精练)1. 5 年真题考点分布5 年考情考题示例 考点分析 关联考点已知切线斜率求参数2024 年新 I 卷,第 13 题,5 分 直线的点斜式方程公切线问题利用导数研究含参函数单调性2024 年新Ⅱ卷,第 16 题,15 分 求在曲线上一点处的切线方程根据极值求参数利用导数研究函数的零点2022 年新 I 卷,第 10 题,5 分 求在曲线上一点处的切线方程求已知函数的极值点抽象函数的奇偶性2022 年新 I 卷,第 12 题,5 分 函数与导函数图象之间的关系函数对称性的应用2022 年新 I 卷,第 15 题,5 分 求过一点的切线方程 求某点处的导数值2022 年新Ⅱ卷,第 14 题,5 分 求过一点的切线方程 无2021 年新 I 卷,第 7 题,5 分 求过一点的切线方程 利用导数研究函数图象及性质两条切线平行、垂直、重合2021 年新Ⅱ卷,第 16 题,5 分 直线的点斜式方程及辨析(公切线) 问题2020 年新 I 卷,第 21 题,12 分 求在曲线上一点处的切线方程 利用导数研究不等式恒成立问题2020 年新Ⅱ卷,第 22 题,12 分 求在曲线上一点处的切线方程 利用导数研究不等式恒成立问题2. 命题规律及备考策略【命题规律】本节内容是新高考卷的必考内容,设题稳定,难度较低,分值为 5 分左右【备考策略】1 理解导数概念的实际背景,理解导数是关于瞬时变化率的数学表达,了解导数的本质与思想,了解极限思想2 能通过函数图象直观理解导数的几何意3 能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,能求简单的复合函数的导数并.熟练使用导数公式表4 能理解导数的几何意义并会求切线方程【命题预测】本节内容是新高考卷的必考内容,一般会考查在曲线上一点的切线方程或过一点的切线方程,需加强复习备考知识讲解1. 函数 y f (x) 在 x x0处的导数f(x0+Δx)-f(x0) Δy(1)定义:称函数 y=f(x)在 x=x0处的瞬时变化率 lim = lim 为函数 y=f(x)在 x=xΔx Δx 0处Dx 0 Dx 0Δy f(x +Δx)-f(x )的导数,记作 f′(x0)或 y′|x=x0,即 f′(x0)= lim = lim0 0。Dx 0 Δx Dx 0 Δx2. 函数 y f (x) 的导函数如果函数 y=f(x)在开区间(a,b)内的每一点处都有导数,其导数值在(a,b)内构成一个新函数,函数 f′(x)=f(x+Δx)-f(x)lim 称为函数 y=f(x)在开区间内的导函数.Δx3. 八大常用函数的求导公式(1)C 0 (C 为常数)2 3 1 1 (2 (xn) ) nxn 1 例: (x5 ) 5x4 , (x 5 ) 2 x 5, , (x 6 ) 1 6x 7 , ( x ) (x 2 ) x 25 2x(3) (e ) ex 1 (4 (ax x) ) a ln a (5) (ln x) x(6) (loga x) 1 (7) (sin x) cos x (8) (cos x) sin xx ln a4. 导数的四则运算(1)和的导数: f (x) g(x) f (x) g (x)(2)差的导数: f (x) g(x) f (x) g (x)(3)积的导数: f (x)g(x) f (x)g(x) f (x)g (x)(前导后不导 前不导后导) 4 f (x) f (x)g(x) f (x)g (x)( )商的导数: , g(x) 0 g(x)2 g (x)5. 复合函数的求导公式函数 y f (g(x))中,设u g(x) (内函数),则 y f (u) (外函数) y yu ux6. 导数的几何意义(1)导数的几何意义函数 y f (x) 在 x x0 处的导数 f (x0 ) 就是曲线 y f (x) 在点 (x0 , f (x0 ))处的切线的斜率 k ,即k f (x0 ) limf (x0 +Dx) f (x0 ) .Dx 0 Dx(2)直线的点斜式方程直线的点斜式方程:已知直线过点 P(x0 , y0 ) ,斜率为 k ,则直线的点斜式方程为: y y0 k x x0 【注】曲线的切线的求法:若已知曲线过点 P(x0,y0),求曲线过点 P 的切线,则需分点 P(x0,y0)是切点和不是切点两种情况求解.(1)当点 P(x0,y0)是切点时,切线方程为 y y0 k x x0 ;(2)当点 P(x0,y0)不是切点时,可分以下几步完成:第一步:设出切点坐标 P (x1, f (x1)) ;第二步:写出过 P (x1, f (x1)) 的切线方程为 y f (x1) f (x1)(x x1) ;第三步:将点 P 的坐标(x0,y0)代入切线方程求出 x1;第四步:将 x1的值代入方程 y f (x1) f (x1)(x x1) ,可得过点 P(x0,y0)的切线方程.考点一、导数的计算1.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数:(1) y e x x 1 2 ;(2) y cos 3x 1 ln 2x 1 ;(3) y sin 2x cos2 x ;(4) y 2x 1 .x(5) y ex sin x cos x(6) y tan x ln( x)(7) y x sinx cos x2 2y ln(1 x)(8) ex(1) y e x 2【答案】 1 x (2) y 3sin 3x 2 1 2x 1 π (3) y 2 2 sin 2x ÷è 4 y 1 x(4) x2 2x 1(5) y ex (sin x cos x) sin x1 1(6) y cos2 x x1(7) y 1 cos x2y 1 (1 x) ln(1 x)(8) (1 x)ex【分析】根据导数的四则运算,基本初等函数的导数,复合函数的导数公式求解,另外(6)还用了切换弦,(7)还用了半角公式.2【详解】(1 y e x) x 1 e x 2 x 1 e x 1 x2 (2) y 3sin 3x 2 1 3sin 3x 1 2 2x 1 2x 1 π (3) y 2cos 2x 2cos x sin x 2cos 2x 2sin 2x 2 2 sin 2x 4 ÷è y 2 2x 1 x 1x 2x 1 1 x(4) 2 x x2 x2 2x 1 x2 2x 1'(5) y ex sin x cos x ' ex sin x ex sin x ' sin x ex sin x cos x sin x .y sin x6 ln x y cos2 x sin x( sin x) 1( ) ,则 ( x) 1 1 cos x cos2 x x cos2 x x(7) y x1 sin x ,则 y 11 cos x .2 21 1 x ' ex 1n 1 x .ex 1 ln 1 x 8 1 x 1 x 1 1 x ln 1 x ( ) y x 2 ex e 1 x ex2.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数: x x (1) y 2 e2 xe2 ÷ ;è (2) y a2x x2 ;(3) y sin4 3x cos3 4x;y x ln x(4) ln x 1 .x 1x【答案】(1) y 3 x e2(2) y 2a2x ln a 2x(3) y 12sin3 3x cos3 4x 12sin4 3x cos2 4x(4) y ln x x 1 2【分析】(1)利用复合函数及求导乘法法则进行计算;(2)利用复合函数及求导加法法则进行计算;(3)利用复合函数及求导乘法法则进行计算;(4)利用复合函数及求导减法,除法法则进行计算. 1 x x 1 x x【详解】(1) y 2 e2 e2 xe2 ÷ 3 x e2è 2 2 (2) y 2a2x ln a 2x(3) y 12sin3 3x cos3 4x 12sin4 3x cos2 4x1 ln x x 1 x ln x(4) y 1 ln x 2 x 1 x 1 x 1 21.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数(1) y ln 3;(2) y x 3;f (x) cos x(3) x ;e(4) y 2x2 1 3x 1 ;(5) f (x) ln 1 x2 ;1 cos x(6) y .sin x【答案】(1) y 0(2) y 3x 4sin x cos x(3) f (x) ex(4) y 18x2 4x 3(5) f x x 1 x2y 1 cos x(6) sin2 x【分析】(1)(2)根据基本初等函数的导数即可求解,(3)(4)(6)根据基本初等函数的导数和导数的四则运算即可求解,(5)根据复合求导法则即可求解. 【详解】(1) y ln 3 0(2) y 3x 3 1 3x 4x xf (x) e sin x e cos x sin x cos x(3) ex 2 ex(4) y 4x 3x 1 3 2x2 1 18x2 4x 3(5)令 f x ln 1 x2 1 ln 1 x22 , 令m 1 x2 f x 1 ln m ,则 2 ÷ 2 1 x 1 2x x è 2m 1 x2 sin x sin x cos x 1 cos x(6) y 1 cos x sin x 2 sin2 x2.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数.(1) y xexy ln x(2) 2 ;x 1(3) y 2sin(1 3x)y 3(4) ln x 1 x2 .4(1) y x 1 ex【答案】2 2y x 1 2x ln x(2) x x2 2 1 (3) y 6cos(1 3x)2(4) y 3 x 1 x 4x 1 x2【分析】根据导数的四则运算和复合函数的求导法则可求各函数的导数.x【详解】(1) y e xex x 1 exx2 1 2x ln x 2(2) y x x 1 2x2 ln x 2 2x2 1 x x2 1 (3) y 2 3 cos(1 3x) 6cos(1 3x)y 3 1 2x 3 x 3 x 1 x2(4) 4x 2 1 x2 4x 1 x2 4x 1 x23.(23-24 高三上·山西临汾·阶段练习)求下列函数的导数:(1) y x2 3x 3 ex 1cos(2x 1)(2) y xy ln x(3) 1 2x(4) y (x 1)(x 2)(x 3)(5) y x ln x x2 x 21(6) y ln 2 x3 ex ex【答案】(1) y ex 1 x2 5x 6 y 2x sin(2x 1) cos(2x 1)(2) x21(3) y x(1 2x)(4) y 3x2 12x 11(5) y ln x 2x(6) y 3x21 ex ex【分析】(1)—(6)根据导数的运算法则及基本初等函数函数的导数公式计算可得.2【详解】(1)因为 y x 3x 3 ex 1,所以 y x2 3x 3 ex 1 x2 3x 3 ex 1 (2x 3)ex 1 x2 3x 3 ex 1 ex 1 x2 5x 6 .y cos(2x 1)(2)因为 ,xy [cos(2x 1)] x cos(2x 1) x 所以 x2 2xsin(2x 1) cos(2x 1) 2 .xx(3)因为 y ln ,1 2xy 1 2x x 所以 x è1 2x ÷ 1 2x 1 2x 2x 1 2 x (1 . 2x) x(1 2x)(4)因为 y (x 1)(x 2)(x 3) x3 6x2 11x 6,所以 y 3x2 12x 11.(5)因为 y x ln x x2 x 2,所以 y ln x x1 2x 1 ln x 2x .x1(6)因为 y ln 2 x3 ex x ,e2 x 1所以 y 3x e .ex考点二、求曲线切线的斜率或倾斜角1.(全国·高考真题)曲线 y xex 1 在点(1,1)处切线的斜率等于( ).A. 2e B. e C.2 D.1【答案】C【详解】试题分析:由 y xex 1,得 ,故 ,故切线的斜率为 ,故选 C.考点:导数的集合意义.2.(全国·高考真题)曲线 y x3 2x 4在点 (1,3)处的切线的倾斜角为( )A.30° B.45° C.60° D.120°【答案】B【分析】利用导数的几何意义求解即可.【详解】∵ y 3x2 2,∴曲线 y x3 2x 4在点 (1,3)处的切线的斜率 k y x 1 3 2 1,则倾斜角为45°,故选:B.1 8 1.(2024· 3上海嘉定·二模)已知曲线 y x 上有一点P 2, ÷ ,则过 P 点的切线的斜率为 .3 è 3 【答案】4 或 1【分析】根据导数的几何意义直接求解即可.【详解】设 f (x)1 x3,则 f (x) x2 ,3 1 3 1 3 2设切点为 x0 , x0 ÷,则切线方程为 y x0 x0 x x0 ,è 3 3 8 8 1 3 2因为切线过点P 2, 3 ÷,所以 x0 x0 2 x0 ,解得x0 2或 1,è 3 3所以过点 P 的切线的斜率为 4 或 1.故答案为:4 或 12.(2024·福建厦门·一模)已知直线 l与曲线 y x3 x在原点处相切,则 l的倾斜角为( )π π 3π 5πA. B. C. D.6 4 4 6【答案】C【分析】利用导数几何意义求直线的斜率,进而确定倾斜角.【详解】由 y 3x2 1,则 y |x 0 1,即直线 l的斜率为 1,3π根据倾斜角与斜率关系及其范围知: l的倾斜角为 .4故选:C考点三、求在曲线上一点的切线方程y 2x 11.(2021·全国·高考真题)曲线 在点 1, 3 处的切线方程为 .x 2【答案】5x y 2 0【分析】先验证点在曲线上,再求导,代入切线方程公式即可.【详解】由题,当 x= 1时, y= 3,故点在曲线上.2 x 2 y 2x 1 5求导得: 2 2 ,所以y |x 2 x 2 x 1 5.故切线方程为5x y 2 0.故答案为:5x y 2 0.x e 2.(2023· · y e全国 高考真题)曲线 在点 1, ÷ 处的切线方程为(2 )x 1 è e e e e eA. y x B. y x C. y x D. y x3e 4 2 4 4 2 4【答案】C【分析】先由切点设切线方程,再求函数的导数,把切点的横坐标代入导数得到切线的斜率,代入所设方程即可求解.ex e e【详解】设曲线 y 在点 1, ÷ 处的切线方程为 y k x 1 ,x 1 è 2 2ex因为 y ,x 1ex x 1 ex x所以 y xe ,x 1 2 x 1 2所以 k y |ex 1 4e e所以 y x 1 2 4ex 1, e e e所以曲线 y 在点 2 ÷ 处的切线方程为y x .x 1 è 4 4故选:Cx3.(2024· e 2sin x全国·高考真题)设函数 f x 2 ,则曲线 y f x 在点 0,1 处的切线与两坐标轴所围成1 x的三角形的面积为( )1 1 2A. B C 1. . D.6 3 2 3【答案】A【分析】借助导数的几何意义计算可得其在点 0,1 处的切线方程,即可得其与坐标轴的交点坐标,即可得其面积. ex 2cos x 1 x2 ex 2sin x 2x【详解】 f x , 1 x2 2 e0 2cos 0 1 0 e0 2sin 0 0则 f 0 3, 1 0 2即该切线方程为 y 1 3x ,即 y = 3x +1,1令 x 0,则 y 1,令 y 0 ,则 x = - ,31 1 1故该切线与两坐标轴所围成的三角形面积 S 1 .2 3 6故选:A.1.(2024·全国·模拟预测)函数 f x ex x2 2x 2 的图象在点 1, f 1 处的切线方程为( )A. x ey 4 0 B. x ey 6 0 C. ex y 6 0 D. ex y e5 0e【答案】B【分析】根据导数的几何意义,即可求解.f x ex x2【详解】由 2x 2 ,可得 f x x2ex ,f 1 1 f 1 e 1 1 2 5则 ,又 2 1 2 ,e e5 1则所求切线方程为 y x 1 ,即 x ey 6 0 .e e故选:B.2.(2024· x河北保定·三模)曲线 f x e 3x 在点 0, f 0 处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )1 1 1 1A. B. C. D.8 6 4 3【答案】C【分析】根据导数的几何意义求得曲线的切线方程,结合三角形面积公式计算即可.【详解】由 f x ex 3x ,得 f x ex 3,则 f 0 1, f 0 2,所以曲线 f x ex 3x 在点 0, f 0 处的切线方程为 y 2x 1 .y 1令 0 ,得 x ,令 x 0,得 y 1,21 1 1故该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为 1 .2 2 4故选:Cx x3.(2024·湖北·模拟预测)写出函数 f x x lnx 的一条斜率为正的切线方程: .2 ex 2 2【答案】 y 2 1 2 ln2(答案不唯一)e e【分析】根据导数的几何意义结合导数运算求导函数,取定义域内的点作切点,求斜率与切点坐标即可得切线方程.x x 1 1 x 1【详解】 f x x lnx, x > 0,则 f x ,2 e 2 ex x取切点为 2, f 2 ,则斜率为 k f 2 1 1 2 1 1 2 2 ,2 e 2 ef 2 2 2 2又 2 ln2 1 2 ln2,2 e e2 1 x 2 2则切线方程为: y 1 2 ln2 2 x 2 ,即 y 1 ln2 .e e e2 e2y x 2 2故答案为: 2 1 2 ln2(答案不唯一)e e考点四、求过一点的切线方程1.(2022·全国·高考真题)曲线 y ln | x |过坐标原点的两条切线的方程为 , .y 1【答案】 x y1 xe e【分析】分 x > 0和 x < 0 两种情况,当 x > 0时设切点为 x0 , ln x0 ,求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而表示出切线方程,再根据切线过坐标原点求出 x0 ,即可求出切线方程,当 x < 0 时同理可得;【详解】[方法一]:化为分段函数,分段求分 x > 0和 x < 0 两种情况,当 x > 0时设切点为 x0 , ln x0 ,求出函数 导函数,即可求出切线的斜率,从而表示出切线方程,再根据切线过坐标原点求出 x0 ,即可求出切线方程,当 x < 0 时同理可得;解: 因为 y ln x ,1 1当 x > 0时 y ln x ,设切点为 x0 , ln x0 ,由 y 1 ,所以 y |x x x y ln x x x 0 x ,所以切线方程为 0 0 ,0 x01 1 1又切线过坐标原点,所以 ln x0 x0 ,解得 x0 ex ,所以切线方程为 y 1 x e ,即 y x;0 e e1当 x < 0 时 y ln x ,设切点为 x1, ln x1 ,由 y 1 ,所以 y |x x 1 x ,所以切线方程为x 1y ln x 1 1 x x1 x ,1 ln x 1 x x e y 1 1 1又切线过坐标原点,所以 1 x 1 ,解得 1 ,所以切线方程为 x e ,即 y x ;1 e e1 1故答案为: y x; y xe e[方法二]:根据函数的对称性,数形结合1 1当 x > 0时 y ln x ,设切点为 x0 , ln x0 ,由 y 1 ,所以 y |x x ,所以切线方程为 y ln x0 x x x 0 x0 x 0,0 ln x 1 x x e y 1 1 x e y 1又切线过坐标原点,所以 0 x 0 ,解得 0 ,所以切线方程为 ,即 x;0 e e因为 y ln x 是偶函数,图象为:1 1所以当 x < 0 时的切线,只需找到 y x关于 y 轴的对称直线 y x 即可.e e[方法三]:因为 y ln x ,1 1 1当 x > 0时 y ln x ,设切点为 x0 , ln x0 ,由 y ,所以 y |x x ,所以切线方程为 y ln x0 x x 0 x x 0 ,x 0 01 1 1又切线过坐标原点,所以 ln x0 xx 0 ,解得 x0 e,所以切线方程为 y 1 x e ,即 y x;0 e e1当 x < 0 时 y ln x 1,设切点为 x1, ln x1 ,由 y ,所以 y |x x 1 x ,所以切线方程为x 1y ln x 1 1 x x1 x ,11又切线过坐标原点,所以 ln x1 x1 ,解得 x1 e1x ,所以切线方程为 y 1 x e ,即 y1 x ;1 e e故答案为: y1 1 x; y x .e e2.(2024·贵州·模拟预测)过点P(1, 3)作曲线 y 2x3 3x 的切线,请写出切线的方程 .【答案】3x y 0或 21x 2y 27 0【分析】设切点 (a, 2a3 3a),求导并写出切线方程,代入点 (1, 3)求出 a值即可.【详解】设切点为 (a, 2a3 3a),而 f (x) 6x2 3,所以切线的斜率 k f (a) 6a2 3,故切线方程为 y (2a3 3a) (6a2 3)(x a),因为切线过点 (1, 3), 3 (2a3 3a) (6a2 3)(1 a),3 3 9 化简可得 a 0或 a ,则切点为 0,0 或 , ,2 è 2 4 ÷ 则代入得切线方程为:3x y 0或 21x 2y 27 0 ,故答案为:3x y 0或 21x 2y 27 0 .1 2.(2023·全国·模拟预测)过原点可以作曲线 y f x x x 1的两条切线,则这两条切线方程为( )A. y x 和 y x B. y 3x 和 y 3xC. y x 和 y 3x D. y x和 y 3x【答案】A【分析】由解析式得 f x 为偶函数,故过原点作的两条切线一定关于 y 轴对称,再由导数几何意义求 x > 0上的切线,结合偶函数对称性写出另一条切线.【详解】由 x R, f x ( x)2 | x | 1 x2 | x | 1 f (x) ,得 f x 为偶函数,故过原点作的两条切线一定关于 y 轴对称.2当 x > 0时, f x x x 1,则 f x 2x 1,2P x 2 x x 1 0设切点为 0 , x0 x0 1 x 0 00 > 0 ,故 2x0 1 ,解得 x0 1或 x0 1(舍),x0 0所以切线斜率为 1,从而切线方程为 y x .由对称性知:另一条切线方程为 y x.故选:A2.(2024·全国· x 2模拟预测)过坐标原点作曲线 f x e x 2x 2 的切线,则切线共有( )A.1 条 B.2 条 C.3 条 D.4 条【答案】A【分析】利用导数求出斜率,结合斜率公式列方程求出切点坐标即可得解.x 2【详解】设切点为 x 00 , e x0 2x0 2 ,x由 f x e x2 2x 2 可得 f x x2ex ,ex0 x20 2x 2 则过坐标原点的切线的斜率 k 0 x20 ex0 ,x03故 x0 x20 2 x0 1 0 ,即 x0 1 x20 2 0 ,解得 x0 1,故过坐标原点的切线共有 1 条.故选:A.考点五、已知切线(斜率)求参数1.(全国·高考真题)曲线 y ax 1 ex 在点 0,1 处的切线的斜率为 2,则a .【答案】 3【分析】求导,利用导数的几何意义计算即可.x x【详解】解: y ae ax 1 e则 f 0 a 1 2所以 a 3故答案为-3.【点睛】本题主要考查导数的计算和导数的几何意义,属于基础题.2 1 12.(2024·湖南长沙·二模)已知 m > 0 , n > 0,直线 y x m 与曲线 y 2lnx n 4 相切,则 e m n的最小值是( )A.4 B.3 C.2 D.1【答案】D【分析】利用已知条件求出切点的横坐标,从而得到m n 4 ,利用基本不等式即可求解.y 2【详解】由于直线 x m 与曲线 y 2lnx n 4 相切,e2 2设切点为 (x0 , y20 ),且 y ,所以 x e x,0则切点的横坐标 x0 e ,则 2 m 2 n 4 ,即m n 4 .又m > 0, n > 0 m n 1 1 2 n m 1 1,所以 ÷ 2 2n m 4,即 1,è m n m n m n m n1 1当且仅当 m n 2时取等号,所以 的最小值为 1.m n故选:D1.(2024·四川遂宁·三模)曲线 y x2 ax在点P 1,b 处切线的斜率为 3,则实数a .【答案】1【分析】根据导数几何意义,求出在 x 1处的导数即可得解.【详解】 y x2 ax的导数为 y 2x a ,可得曲线 y x2 ax在点P 1,b 处切线的斜率为 2 1 a 3,解得 a 1 .故答案为:1.2.(2024·浙江绍兴·二模)函数 f x x a ln x在点 1,1 处的切线与直线 y 2x平行,则a ( )A.1 B. 2 C. 1 D. 2【答案】A【分析】求出函数的导函数,依题意可得 f (1) 2,即可得解.【详解】 f (x)a 1 ,则 f (1) 1 a ,x因为函数 f (x) 在点 1,1 处的切线与直线 y 2x平行,所以 f (1) 1 a 2,解得 a 1,故选:A.3.(2024 高三下·全国·专题练习)已知函数 g x x ax 2ln x ,若曲线 y g x 在 x 1处的切线方程为y 6x b,则 a b .【答案】 2【分析】利用导函数和切线斜率求出 a的值,利用 g x 解析式和切点坐标求出b 的值,可得 a b .【详解】函数 g x x ax 2ln x , g x 2ax 2ln x 2 ,若曲线 y g x 在 x 1处的切线方程为 y 6x b,则切点坐标为 1,6 b ,切线斜率 k 6, ìg 1 1 a 2ln1 a 6 b ìa 2则有 í g 1 2a 2ln1 2 2a 2,解得 6 í b 4,所以 a b 2.故答案为: 2 .考点六、两条切线平行、垂直问题1 x.(2021·全国·高考真题)已知函数 f (x) e 1 , x1 < 0, x2 > 0,函数 f (x) 的图象在点 A x1, f x1 和点B x , f x | AM |2 2 的两条切线互相垂直,且分别交 y 轴于 M,N 两点,则 | BN | 取值范围是 .【答案】 0,1 【分析】结合导数的几何意义可得 x1 x2 0,结合直线方程及两点间距离公式可得 AM 1 e2x1 x1 ,BN 1 e2x2 x2 ,化简即可得解.x ì1 ex , x < 0f x e 1 f x ì ex , x < 0【详解】由题意, í x ,则 í , e 1, x 0 x e , x > 0所以点 A x ,1 ex11 和点B x2 ,ex2 1 , kAM ex1 , k ex2BN ,x所以 e 1 ex2 1, x1 x2 0,所以 AM : y 1 ex1 ex1 x x1 , M 0,ex1 x1 ex1 1 ,2所以 AM x2 x1 2x11 e x1 1 e x1 ,同理 BN 1 e2x2 x2 ,AM 1 e2x1 x1 1 e2x1 1 e2x1所以 x1BN 2x 1 e2x2 1 e 2x e 0,1 .1 e 2 x 12故答案为: 0,1 【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是利用导数的几何意义转化条件 x1 x2 0,消去一个变量后,运算即可得解.12.(2023· 2四川凉山·一模)函数 f x x a ln x 在区间 1,2 的图象上存在两条相互垂直的切线,则 a的取2值范围为( )A. 2,1 B. 2, 1 C. 2,0 D. 3, 2 【答案】D【分析】利用导数的几何意义结合导函数的单调性计算即可.【详解】由 f x 1 x2 a ln x a f x x x > 0 ,2 x不妨设这两条相互垂直的切线的切点为 x1, f x1 , x2 , f x2 ,且 f x1 f x2 1若 a 0,则 f x > 0恒成立,不符合题意,可排除 A 项;所以 a<0,此时易知 y f x 单调递增,ì f 1 1 a < 0 要满足题意则需 í f 2 a 2 > 0 a 3, 2 . 2 f 1 f 2 1 a 2 a ÷ < 1 è 2 故选:D3.(2024· 2河北邢台·二模)已知函数 f x x 2ln x 的图像在 A x1, f x1 ,B x2 , f x2 两个不同点处的切线相互平行,则下面等式可能成立的是( )A. x1 x2 210B. x1 x2 C. x1x2 2 D. x1x103 2 3【答案】B【分析】函数在两点处的切线平行,转化为函数在两点处的导数相等,得到 x1, x2 的关系,在结合不等式求x1 x2 的取值范围即可.2【详解】因为 f x x 2ln x , x > 0 .所以 f x 2x 2 , x > 0 .x由因为 f x 在 A x1, f x1 ,B x2 , f x2 两个不同点处的切线相互平行,2 2所以 f x1 f x2 2x1 2x x 2 x ,又 x1 x2 ,所以 x1x2 1,故 CD 错误;1 2因为 x1 > 0, x2 > 0 且 x1 x2 ,所以 x1 x2 > 2 x1x2 2,故 A 不成立;当 x11 , x102 3时, x1 x2 .故 B 成立.3 3故选:B1 2.(2024·全国·模拟预测)已知函数 f x x a lnx 的图象上存在不同的两点 A, B,使得曲线 y f x 在点 A, B处的切线都与直线 x 2y 0 垂直,则实数 a的取值范围是( )A. ,1 2 B. 1 2,0 C. ,1 2 D. 0,1 2 【答案】A【分析】根据题意知 f (x) 2有两个不相等的正实数根,结合一元二次方程根的分布即可求得参数的范围.【详解】由题意知 f (x) 2x 2a1 ,因为切线与直线 x 2y 0 垂直,x所以曲线 y f x 在点 A, B处的切线斜率都是 2,1即关于 x 的方程 f x 2x 2a 2有两个不相等的正实数根,x2 1化简得, x 1 a x 0有两个不相等的正实数根,2ì 1 a > 0 则 í Δ ,解得 .1 a 2 4 1 > 0 a <1 2 2故选:A.2.(山东·高考真题)若函数 y f x 的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称 y f x 具有T性质.下列函数中具有T性质的是A. y sin x B. y ln x C. y ex D. y x3【答案】A【分析】若函数 y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则函数 y=f(x)的导函数上存在两点,使这点的导函数值乘积为﹣1,进而可得答案.【详解】解:函数 y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则函数 y=f(x)的导函数上存在两点,使这点的导函数值乘积为﹣1,当 y=sinx 时,y′=cosx,满足条件;1当 y=lnx 时,y′ >0 恒成立,不满足条件;x当 y=ex 时,y′=ex>0 恒成立,不满足条件;当 y=x3时,y′=3x2>0 恒成立,不满足条件;故选 A.考点:导数及其性质.3x 33.(2024·河南·模拟预测)已知函数 f x x 1 ax(x > 0) 的图象经过 A, B两点,且 f x 的图象在 A, Be处的切线互相垂直,则 a的取值范围是( ) 5 3 5 3 5 3 5 3 A. 3,0 B. 3, 2 ÷÷ C. ,0÷÷ D. , ÷÷è è 2 è 2 2 【答案】D【分析】构建 g x f x ,利用导数判断原函数单调性和值域,结合题意分析可知 a a 3 < 1,运算求解即可.【详解】因为 f x 3x 3 x 1 ax(x > 0) ,则 f x 3x x 1 a(x > 0),e eg x f x 3 1 xg x 构建 ,则 ex 1 x > 0 ,当 x >1时, g x < 0;当0 < x <1时, g x > 0;可知 g x 在 0,1 上单调递增,在 1, 上单调递减,且 g 0 a, g 1 a 3,当 x 趋近于 时, g x 趋近于 a,可知 g x 的值域为 a, a 3 ,由题意可知:存在m1,m2 a,a 3 ,使得m1 m2 1,则 a a 3 < 1 5 3 5 3,即 a2 3a 1< 0,解得 < a < ,2 2 a 5 3 , 5 3 所以 的取值范围是 2 2 ÷÷.è 故选:D.【点睛】关键点点睛:求 f x 的值域为 a, a 3 ,根据导数的几何意义分析可知存在m1,m2 a,a 3 ,使得m1 m2 < 1,结合值域分析求解即可.ì 1 x 7 2024· · f (x) x ÷e , x > 0,.( 河南 三模)已知函数 íè 2 点A , B 在曲线 y f (x) 上(A 在第一象限),过A , 3 x , x < 0,B 的切线相互平行,且分别交 yBQ轴于 P ,Q两点,则 AP 的最小值为 .3t【答案】 2e3 3 x 2【分析】利用给定条件得到 x1 ÷e 3x2 ,再把目标式化为一元函数,求导研究最值即可.è 2 ì 3 x ÷ex , x > 0【详解】易知 f (x) íè 2 ,设 A 3x1, y1 , B x , y x 22 1 ,则 x1 e 3x , 3x2 , x < 0, è 2÷ 2 2 3BQ 1 k x x x2 2 2 2 x1 ÷e1设切线斜率为 k ,则 ,所以 BQ x è 2 ,AP 21 k 2 x x 2 2 21 1 AP x1 3x1 3 x ÷ex (2x 3)(x 2)ex设 g(x) è 2 2 (x > 0),则 g (x) 3 ,3x 6xx 3 当 0, ÷时, g (x) < 0, g(x)单调递减,è 2 x 3当 , ÷时, g (x) > 0, g(x)单调递增,è 2 3 3所以 g(x)的最小值为 g 3 4e2 | BQ | 4 ÷ ,所以 的最小值为2e .è 2 9 | AP | 334故答案为: 2e3 3 x 2【点睛】关键点点睛:本题考查导数,解题关键是利用给定条件得到 x1 ÷e 3x2 ,然后把目标式表示è 2 x 3 x为 ÷eg(x) è 2 ,求导得到单调性,再求最值即可. 3x2考点七、公切线问题1.(2024·全国·高考真题)若曲线 y ex x在点 0,1 处的切线也是曲线 y ln(x 1) a 的切线,则a .【答案】 ln 2【分析】先求出曲线 y ex x 在 0,1 的切线方程,再设曲线 y ln x 1 a 的切点为 x0 , ln x0 1 a ,求出 y ,利用公切线斜率相等求出 x0 ,表示出切线方程,结合两切线方程相同即可求解.【详解】由 y ex x 得 y ex 1, y |x 0 e0 1 2,故曲线 y ex x 在 0,1 处的切线方程为 y 2x 1;由 y ln x 1 a 得 y 1 ,x 1设切线与曲线 y ln x 1 a 相切的切点为 x0 , ln x0 1 a ,由两曲线有公切线得 y 1 2 1 1 1 x 1 ,解得 x0 ,则切点为 ,a ln ÷,0 2 è 2 2 y 2 x 1 1切线方程为 2 ÷ a ln 2x 1 a ln 2,è 2根据两切线重合,所以 a ln 2 0,解得 a ln 2 .故答案为: ln 22.(全国·高考真题)若直线 y kx b是曲线 y ln x 2 的切线,也是曲线 y ln(x 1) 的切线,则b .【答案】1 ln 21【详解】试题分析:对函数 y ln x 2 求导得 y ,对 y ln(x 1)1求导得 y ,设直线 y kx b与曲x x 1线 y ln x 2 相切于点P1(x1, y1),与曲线 y ln(x 1) 相切于点P2 (x2 , y2 ),则 y1 ln x1 2, y2 ln(x2 1),由1 1点P1(x1, y1)在切线上得 y ln x1 2 (x x1),由点P2 (x2 , y2 )在切线上得 y ln(x2 1) (x xx x 1 2 ) ,这1 2两条直线表示同一条直线,所以 ,解得x 11 , k1 2,b ln x1 2 1 1 ln 22 x .1【考点】导数的几何意义【名师点睛】函数 f (x)在点 x0 处的导数 f ′(x0)的几何意义是曲线 y=f (x)在点 P(x0,y0)处的切线的斜率.相应地,切线方程为 y y0=f ′(x0)(x x0).注意:求曲线切线时,要分清在点 P 处的切线与过点 P 的切线的不同.3.(2024·广东茂名·一模)曲线 y lnx与曲线 y x2 2ax 有公切线,则实数 a的取值范围是( ) , 1 1 1 , , 1 A. B. ÷ C.2 2 D. , è è 2 2 ÷ 【答案】B2【分析】分别求出两曲线的切线方程,再构造函数 f x ex 1 2x ,利用导数求得单调性和最值,即可求得 a的取值范围.1【详解】两个函数求导分别为 y , y 2x 2a,x设 y lnx, y x2 2ax 2图象上的切点分别为 x1, lnx1 , x2 , x2 2ax2 ,x 2则过这两点处的切线方程分别为 y lnx1 1, y 2x2 2a x xx 2 ,11 2x 2则 x 2 2a, lnx1 1 x22 ,所以 2a ex2 1 2x2 ,12 2设 f x ex 1 2x f x 2 xex 1, 1 , f 1 0,g(x) f (x) 2 xex2 1 2令 1 2 x 1,所以 g x 2 2x 1 e > 0,所以 g(x)在R 上单调递增,且 f 1 0,则 f x 在 ,1 上单调递减,在 1, 上单调递增,所以 2a f 1 1 1, a .2故选:B.2【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是,利用公切线的定义得到 2a ex2 1 2x2 ,从而构造函数f x ex2 1 2x 即可得解.1 x 1.(2024·河北沧州·模拟预测)已知直线 l : y kx是曲线 f x e 和 g x ln x a的公切线,则实数a= .【答案】3【分析】先设在 y f x 上的切点,然后求出切点和切线,然后再设在 y g x 上的切点,即可求出 a 的值.【详解】设直线 l 与曲线 y f x 相切于点 x0 , y0 ,由 f x ex 1 x 1,得 k f x0 e 0 ,因为 l 与曲线 f x ex 1相切,ì y ex0 1í 0x0 , y ex0 1 x 1所以 x 1 消去 0 ,得 x 00 e ,解得 x0 1 . y e 00 ,1设 l 与曲线 y g x 相切于点 x1, y1 ,由 g x 1 k e2,得 x ,即 e2x1 1,x 1因为 x1, y1 是 l 与曲线 g x ln x a的公共点,ì y 21 e x1, 1所以 í 消去 y1 ,得 e2x1 ln x1 a,即1 ln 2 a ,解得 a 3. y1 lnx1 a, e故答案为:3.πx2.(2024· x上海·三模)设曲线 f x ae b和曲线 g x cos c在它们的公共点 P 0,2 处有相同的切线,2则ba c 的值为 .【答案】2【分析】根据两曲线在 P 0,2 有公切线,则 P 是公共点,该点处的导数值相同,列出方程求出 a,b,c的值,则答案可求.ì f (0) a b 2【详解】由已知得 í c 1,b 2 a g(0) 1 c 2,解得 , 又 f x aex , g x π π sin x ,2 2所以 f (0) g (0)得 a 0,所以 a 0,b 2,c 1,所以ba c 20 1 2 .故答案为:23.(2024·福建泉州·模拟预测)若曲线 y = x2 与 y tex t 0 恰有两条公切线,则 t 的取值范围为( ) 0, 4 4 , 4A. 2 ÷ B. 2 ÷ C. ,0 2 , ÷ D. ,0 ì 4 üè e è e è eí e2 【答案】A【分析】设曲线 y tex 切点为M m, tem 2, y = x2 的切点为 N n,n ,求出切线方程,根据有两条公切线转化为方程具有两个解,构造函数利用导数求解取值范围,判断选项.【详解】设曲线 y tex 切点为M m, tem , y = x2 2的切点为 N n,n ,则曲线 y tex 在点M m, tem m m m m处的切线方程为 y te te x m ,即 y te x m te ,同理, y = x2 在点 N n,n2 处的切线方程为 y 2nx n2 ,根据 y tex 与 y = x2 有两条公切线,ìtem 2n m 2 te 4m 4则 í ,所以 temm m 2 mtem ÷ ,化简可得 t m 具有两个交点, te mte n è 2 e4m 4 4x 4转化为 t m 有两个解,构造函数 f x x ,则 f x 8 4x ,e e ex当 x < 2, f x > 0, f x 单调递增;当 x > 2, f x < 0, f x 单调递减,故 f x 4在 x 2时有极大值即为最大值,故 f 2 e2,当 x 时, f x ,当 x 时, f x 0 ,故 t 4 的取值范围为 0, e2 ÷,è 故选:A考点八、切线(方程)的综合应用1.(2021·全国·高考真题)若过点 a,b 可以作曲线 y ex 的两条切线,则( )A. eb < a B. ea < bC.0 < a < eb D.0 < b < ea【答案】D【分析】解法一:根据导数几何意义求得切线方程,再构造函数,利用导数研究函数图象,结合图形确定结果;解法二:画出曲线 y ex 的图象,根据直观即可判定点 a,b 在曲线下方和 x 轴上方时才可以作出两条切线.【详解】在曲线 y ex 上任取一点P t,et ,对函数 y ex 求导得 y ex ,所以,曲线 y ex 在点 P t处的切线方程为 y e et x t t,即 y e x 1 t et ,t t t t t由题意可知,点 a,b 在直线 y e x 1 t e 上,可得b ae 1 t e a 1 t e ,令 f t a 1 t et f t a t et,则 .当 t < a 时, f t > 0,此时函数 f t 单调递增,当 t > a时, f t < 0,此时函数 f t 单调递减,所以, f t f a eamax ,a由题意可知,直线 y b与曲线 y f t 的图象有两个交点,则b < f t emax ,当 t < a 1时, f t > 0,当 t > a 1时, f t < 0,作出函数 f t 的图象如下图所示:由图可知,当0 < b < ea 时,直线 y b与曲线 y f t 的图象有两个交点.故选:D.解法二:画出函数曲线 y ex 的图象如图所示,根据直观即可判定点 a,b 在曲线下方和 x 轴上方时才可以作出两条切线.由此可知0 < b < ea .故选:D.【点睛】解法一是严格的证明求解方法,其中的极限处理在中学知识范围内需要用到指数函数的增长特性进行估计,解法二是根据基于对指数函数的图象的清晰的理解与认识的基础上,直观解决问题的有效方法.2.(23-24 高二下·辽宁本溪·期中)若过点 1,b 可以作曲线 y ln x 1 的两条切线,则( )A. ln2 < b < 2 B.b > ln2C.0 < b < ln2 D.b >1【答案】B【分析】设切点点P t, ln t 1 1 t,写出切线方程,将点 1,b 代入切线方程得b ln t 1 ,此方程有两t 1个不同的解,利用导数求 b 的范围. 1【详解】在曲线 y ln x 1 上任取一点P t, ln t 1 , y ,x 1所以曲线 y ln x 1 在点 P 处的切线方程为 y ln t 1 1 x t .t 11 1 t由题意可知,点 1,b 在直线 y ln t 1 x t 上,可得b ln t 1 ,t 1 t 1令函数 f t 1 t ln t 1 2 1 ln t 1 , t 1, ,t 1 t 1 2 1 t 1则 f t (t 1)2 t 1 (t 1)2 .当 1 < t <1时, f t < 0,此时 f t 单调递减,当 t > 1时, f t > 0,此时 f t 单调递增,所以 f (t)min f 1 ln2 .1设 h x ln x 1 , x > 0 ,x1 1 x 1所以 h x 2 2 ,x x x所以当 x >1时, h x > 0, h x 在 1, 上单调递增,当0 < x <1时, h x < 0, h x 在 0,1 上单调递减,所以 h x h 1 0,1所以 ln x 1 ,xf t 2 1 ln t 1 2 1 1 1 1所以 ,t 1 t 1 t 1 t 11当 t 1时, ,所以 f t ,t 1当 x2 时, 0, ln t 1 ,所以 f t ,t 1y f (t)的图象如图:由题意可知,直线 y b与 f t 的图象有两个交点,则b > ln2 .故选:Bb3.(2024·广东广州·模拟预测)已知直线 y kx b恒在曲线 y ln x 2 的上方,则 的取值范围是(k )A. 1, 3 B. ,4 ÷ C. 0, D. , è 4 5 ÷ è 【答案】A【分析】设直线 y kx t 与曲线切于点 x0 , ln x0 2 ,根据题意由 y kx b在直线 y kx t b t上方,由 >k k求解.【详解】解:设直线 y kx t 与曲线切于点 x0 , ln x0 2 ,则 y 1 ,x 21所以切线方程为 y x ln xx 2 0x0 20 x 2 ,0所以 k1 x > 0, t ln x0 2 0x0 2 x0 2,b t所以 > x0 2 ln x0 2 x0 2 2,k k设 g x x ln x x 2, g x ln x ,当0 < x <1时, g x < 0,当 x >1时, g x > 0,即 g x 在 (0,1)上单调递减,在 (1, )上单调递增,所以 g x g 1 1 b,所以 >1 .k故选:A.1.(2024·全国·模拟预测)若直线 y 2x b与曲线 f (x) e2x 2ax(a > 1)相切,则b 的最小值为( )A. e B.-2 C.-1 D.0【答案】C1【详解】根据直线与函数相切,可得 x0 ln a 1 以及 b a 1 1 ln a 1 ,即可换元 t a 1 t > 0 ,2构造函数 g t t 1 lnt t > 0 ,利用导数求解函数的最值求解.【分析】设切点坐标为 x0 , y0 .由已知,得 f x 2e2x 2a 2x,则 f x0 2e 0 2a 2 ,1解得 x0 ln a 1 .2又切点在切线 y 2x b与曲线 f x e2x 2ax 上,所以 ln(a 1) b a 1 aln a 1 ,所以 b a 1 1 ln a 1 .令 t a 1 t > 0 , g t t 1 lnt t > 0 ,则 g t 1 lnt t 1 ÷ lnt .è t 令 g t lnt 0,解得 t 1.当 t 0,1 时, g t >0,则 g t 在 0,1 上单调递增;当 t 1, 时, g t < 0,则 g t 在 1, 上单调递减.所以 g t g 1 1,即 b 1,所以b 1,则b 的最小值为-1.故选:C.2.(2024·全国·模拟预测)若直线 y x 与曲线 y loga x( a > 0且a 1)无公共点,则实数 a的取值范围是( ) 1 1 A. 1,e B. 1,ee ÷ C. e, D. ee , ÷è è 【答案】D【分析】由 0 < a < 1时,易知直线 y x 与曲线 y loga x必有一个公共点,当 a > 1时,由直线与曲线相切,1利用导数法求得 a ee ,再由图象位置判断.【详解】解:当 0 < a < 1时,直线 y x 与曲线 y loga x必有一个公共点,不合题意,当 a > 1时,若直线与曲线相切,设直线 y x 与曲线 y loga x1相切于点 x0 , y0 ,则 1x0 ln a,得x 10 .ln a1由切点在切线上,得 y0 x0 ,ln ay log x 1由切点在曲线上,得 0 a 0 logln a ae ,所以 x e10 , a ee .如图所示:故当直线 y x1与曲线 y loga x( a > 0且a 1)无公共点时, a > ee .故选:D【点睛】思路点睛: 0 < a < 1时,由 y x 单调递增, y loga x单调递减容易判断; a > 1时,利用导数法研究直线与曲线相切时 a 的值,再根据对数函数在第一象限内随底数 a 的增大,图象向 x 轴靠近而得解.3.(2024·重庆· x模拟预测)已知直线 y ax b 与曲线 y ex 相切于点 x , e 00 ,若 x0 ,3 ,则 a b 的取值范围为( )A. , e B 3. e ,e C. 0,e D. 0,e3 【答案】Ba ex b 1 x ex【分析】由导数几何意义可得 0 , 00 ,所以 a b 2 x0 ex0 g x 2 x ex,令 ,对 g x 求导,得到 g x 的单调性和最值,即可得出答案.【详解】因为 y ex ,所以 y ex ,∴ a ex0 .x又∵切点 x0 , e 0 在直线 y ax b 上,∴ ex0 ax x0 x0 x00 b x0e b,解得b 1 x0 e .∴ a b 2 x0 e .令 g x 2 x ex ,则 g x 1 x ex , x ,3 ,令 g x > 0,解得: x <1;令 g x < 0,解得:1< x < 3;可得 g x 在 ,1 上单调递增,在 1,3 上单调递减,x < 2时, g x > 0, 2 < x < 3时, g x < 0 ,当 x 趋近负无穷时, g x 趋近 0 , g 3 e3 ; g x g 1max e,故 a b 3的取值范围为 e ,e .故选:B.一、单选题1.(2024·贵州六盘水·三模)已知曲线 y x2 3lnx 的一条切线方程为 y x m,则实数m ( )A. 2 B. 1 C.1 D.2【答案】D3【分析】根据切线的斜率的几何意义可知 y |x x 2x0 10 x ,求出切点,代入切线即可求出m .0【详解】设切点为 (x0 , y0 )因为切线 y x m,所以 y |3x x 2x0 10 x ,0解得 x0 1, x30 (舍去)2代入曲线 y x2 3lnx 得 y0 1,所以切点为 1,1 代入切线方程可得1 1 m ,解得m 2 .故选:D.2.(2024·河北保定·三模)已知二次函数 y ax(x b)(b 0 且b 1)的图象与曲线 y ln x 交于点 P,与 x轴交于点 A(异于点 O),若曲线 y ln x 在点 P 处的切线为 l,且 l 与 AP 垂直,则 a 的值为( )1A. Be . 1 C. e D. 2【答案】B【分析】利用导数求解直线 l 的斜率,即可根据垂直关系得 kl kPA 1,结合 ln t at(t b),即可求解.【详解】易知 A b,0 ,设P t, ln t ,联立 y ln x 与 y ax(x b)可得 ln x ax(x b) ,故 ln t at(t b),由 y ln x 得 y 1 1 ,所以 kl , kln t ,x t PA t b因为 l ^ PA,所以 kl kln tPA 1,即 ln t t(t b)t(t b) ,又 ln t at(t b),所以 a 1 .故选:B.3.(2024·全国· 2模拟预测)若函数 f x x 3x 4lnx ,点 P 是曲线 y f x 上任意一点,则点 P 到直线l : x y 3 0的距离的最小值为( )A. 4 2 B3 2 6. C.3 2 D.2 2【答案】C【分析】利用导数的几何意义求出与直线 l平行且与曲线 y f x 相切的直线与曲线 y f x 相切的切点坐标,利用点到直线的距离公式即可求解.【详解】 f x x2 3x 4lnx 的定义域为 0, ,2 4由函数 f x x 3x 4lnx ,可得 f x 2x 3 ,x2x 4令 3 1,可得 x 1,负值舍去,x又 f 1 4 ,所以平行于直线 l且与曲线 y f x 相切的直线与曲线 y f x 的切点坐标为 1,4 .1 4 3点 1,4 到直线 l的距离 d 3 2 ,即点 P 到直线 l的距离的最小值为2 3 2.故选:C.a4.(2024· 2内蒙古呼伦贝尔·二模)已知曲线 y x 3x 在 x 1处的切线与直线 x 2y 1 0垂直,则a x( )9 11A.3 B. C.7 D.2 2【答案】C【分析】利用导数求出切线斜率,再结合垂直关系列式计算即得.2 a【详解】由 y x 3x ,求导得 y 2xa 3 2 ,当 x 1时, y 5 a ,x xy x2由曲线 3xa 在 x 1处的切线与直线 x 2y 1 0垂直,得5 a 2 ,x所以 a 7 .故选:C5.(23-24 高二下·山东枣庄·期中)若点 P 是曲线 y x2 ln x上任意一点,则点 P 到直线 y x 4的最小距离为( )A.1 B. 2 C. 2 2 D. 4 2【答案】C【分析】由导数的几何意义求得曲线上与直线 y x 4平行的切线方程的切点坐标,求出切点到直线的距离即为所求最小距离.【详解】直线 y x 4的斜率 k 1,函数 y x2 ln x定义域为 0, ,点 P 是曲线 y x2 ln x上任意一点,设P x, y x > 0 ,由 y 1 2x x > 0 ,xy 2x 1 1 x 1令 ,解得 x 1或 (舍去),x 2x 1,此时 y 1,∴曲线上与直线 y x 4平行的切线的切点为P0 1,1 ,所以曲线 y x2 ln x上点 P 到直线 y x 4的最小距离,|1 1 4 |为点P0 1,1 到直线 y x 4的距离 d 2 2 .2故选:C.6 2024· · f x lnx x2.( 河南 模拟预测)函数 与直线 x y 0相切于点A ,则点A 的横坐标为( )1A. B.1 C.2 D. ee【答案】B【分析】设出 A x0 , y0 ,求导,直线 x y 0的斜率为 1,根据导数的几何意义得到方程,求出横坐标【详解】设函数 f x lnx x2与直线 x y 0相切于点 A x0 , y0 ,直线 x y 0的斜率为 1,1 1f x 2x ,所以 2x0 1,所以 xx 0 1.x 0故选:B.二、填空题27.(2024·x湖北武汉·模拟预测)已知曲线 f x ln x 在点 1, f 1 π处的切线的倾斜角为 ,则 a的值为 .a 3【答案】 3 1 /1 3π【分析】对原函数进行求导, x 1代入得出切线斜率.曲线 f x 在 x 1处的切线倾斜角为 可得出斜率.构造3关于 a的方程,解方程即可.2【详解】曲线 f x 1 2x ln x x 的导数 f x ,a x aπ∵曲线 f x 在 x 1处的切线的倾斜角为 ,3∴ f 1 2 1 3 ,a2∴ 3 1 ,a∴ a 3 1故答案为: 3 1.8.(2024·山西朔州·模拟预测)已知 A,B 分别为曲线 y 2ex x和直线 y 3x 3上的点,则 AB 的最小值为 .10 1【答案】 / 102 2【分析】利用数形结合思想可知切点到直线的距离是最小值,从而利用导数来求出切点,再用点到直线的距离公式求出最小值即可.【详解】由题意 AB 的最小值为曲线上点 A 到直线 y 3x 3距离的最小值,而点 A 就是曲线与直线 y 3x m 相切的切点,因为曲线上其它点到直线 y 3x 3的距离都大于 AB ,对 y 2ex x求导有 y 2ex 1,由 y = 3可得 x 0,即 A 0,2 ,3 0 2 3AB 10故 min .32 1 2 210故答案为: .29.(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数 f x 的图象在点 1, f 1 处的切线方程是 x 2y 1 0,若 f xh x ,则 h 1 的值为 .x1【答案】 2xf (x) f (x)【分析】首先通过切线方程将 f (1), f (1)算出,再求出 h (x) 2 ,将 x=1代入计算即可.x【详解】将 x=1代入切线方程 x 2y 1 0,得 y 1,故 f (1) 1 ,f (1) 1 h (x) xf (x) f (x) f (1) f (1) 1由切线方程斜率可知 , 2 , h (1) ,2 x 12 21故答案为: .210.(2024·四川·模拟预测)已知m > 0, n > 0 ,直线 y1 x m 1与曲线 y lnx n 3相切,则m n .e【答案】2【分析】根据导数的几何意义设切点坐标为 x0 , y0 ,求导由斜率可得 x0 的值,从而代入曲线方程与切线方程可得 y0 ,即可得m n的值.【详解】设切点坐标为 x0 , y0 ,对函数 y lnx n 3 y 1求导得 ,x则切线斜率 k1 1 ,得 x0 ex0 e,所以 y0 ln e n 3 4 n y1,且 0 e m 1 2 m ,e则 4 n 2 m ,即m n 2.故答案为:2.一、单选题1.(2024·四川德阳·二模)已知直线 y ax 1与曲线 f x ln ex 相切,则 a的值为( )1A. B.1 C.e eD. e【答案】D【分析】求出函数的导函数,设切点为 x0 , ln ex0 ,利用导数的几何意义表示出切线方程,即可得到方程组,解答即可.【详解】由 f x ln ex ,可得 f x e 1 ,ex x设切点为 x0 , ln 1ex0 ,则 f x0 x ,01则切线方程为 y ln ex0 x x0 x ,0即 y1 x ln ex0 1x ,0又直线 y ax 1与曲线 f x ln ex 相切,ì 1 a ì 1 x x0 所以 í 0 ,解得 í e . ln ex 0 1 1 a e故选:D2.(2024·辽宁大连·一模)斜率为1的直线 l与曲线 y ln(x a) 1和圆 x2 y2 都相切,则实数 a的值为(2 )A. 0 或 2 B. 2或 0 C.-1或 0 D. 0 或1【答案】A【分析】设直线 l的方程为 y x b,先根据直线和圆相切算出b ,在根据导数的几何意义算 a .【详解】依题意得,设直线 l的方程为 y x b,1 b 2由直线和圆 x2 y2 相切可得, 2 2 2 ,解得b ±1,2 1 ( 1)当b 1时, y x 1和 y ln(x a)相切,设切点为 (m, n)1,根据导数的几何意义, 1,m aìn 0ìn m 1 又切点同时在直线和曲线上,即 í m 1 n ln(m,解得 , a) í a 2即 y x 1和 y ln(x 2)相切,此时将直线和曲线同时向右平移两个单位,y x 1和 y ln x 仍会保持相切状态,即b = -1时, a 0,综上所述, a 2或 a 0 .故选:A3.(2024·重庆渝中·模拟预测)若斜率为 1 的直线 l与曲线 y ln x a 和圆 x2 y2 2都相切,则实数 a的值为( )A. 1 B.1 C.3 D. 1或 3【答案】D【分析】设直线 l与曲线 y ln x a 的切点为P(x0 , y0 ),先根据导数的几何意义求出 y ln x a 在切点P(x0 , y0 )处的切线方程,再根据直线与圆相切和圆心到直线距离的关系列式求解即可.【详解】设直线 l 与曲线 y ln x a 的切点为P(x0 , y0 ),1由 y ln x 1 a ,则 1x a x0 a,则 x0 1 a , y0 0,即切点为P 1 a,0 ,所以直线 l 为 y x 1 a,又直线 l 与圆 x2 y2 2都相切, 1 a则有 2 ,解得 a 3或 a 1 .2故选:D.f x ex 1, g x 14.(2024· 2全国·模拟预测)已知函数 ex ,若直线 l是曲线 y f x 与曲线 y g x 的公4切线,则 l的方程为( )A. ex y 0 B. ex- y -e = 0C. x y 0 D. x y 1 0【答案】B【分析】设 y kx m 与 y f x 相切于点 A x0 , y0 ,与 y g x 相切于点 B x1, y1 ,利用导数的几何意义,x 1 e 1 1 1 1e x m ex 1 m x2 ex 1 ex x 1 x x 1 ln x 得到 0 0 00 和 1 ,再由 1,求得4 2 0,得到2 1 2 1 1 ÷ 0,令è 2 h x x 1 lnx,利用导数求得函数的单调性与最值,求得m e, k e ,即可求解.【详解】设 l : y kx m 与曲线 y f x 相切于点 A x0 , y0 ,与 y g x 相切于点B x1, y1 ,由 f x ex 1,可得 l的斜率 k ex0 1 ex0 1x m ex 1,所以 00 ①,又由 g x 1 ex ,可得 k 1 ex 1 e e 1,所以 ex1x1 m x21 ,即m x2 ②,2 2 2 4 4 1x 1 1又因为 e 0 ex1 ③,21 ex x e x2 e将②③代入①中,可得 1 0 1 x1,由③易知, x1 > 01,则 x0 1 x1 ④,2 4 2 2x1 e 1 1 将④代入③,可得 e 2 x1,则 x1 1 ln2 2 x1 ÷ 0,è 2 令 h x x 1 lnx h x x 1,则 ,当0 < x <1时, h x < 0, h x 单调递减;x当 x >1时, h x > 0, h x 单调递增.所以 h x h 1 0,当且仅当 x 1时取等号,1 x e 2 e故 1 1,可得 x1 2,所以m 2 e, k 2 e,2 4 2所以 l的方程为 y e x 1 ,即 ex- y -e = 0.故选:B.【点睛】方法技巧:对于利用导数解决函数综合问题问题的求解策略:1、合理转化,根据题意转化为两个函数的最值之间的比较,列出不等式关系式求解;2、构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;3、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.4、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.5.(2024· 3 2浙江金华·三模)若存在直线与曲线 f x x x , g x x a都相切,则 a 的范围为( ) A. 1, B. 1,5 5 , , 5C. ÷ D. 27 27 è 27 【答案】Aì2x 3x2 1【分析】利用导数分别求得与 f x , g x 2 1相切的切线方程,可得 í ,进而可得 x22 a 2x31a 9 x41 2x3 3 x2 11 1 有解,从而利用导数可求 a的范围.4 2 4【详解】设直线与 f x 相切与点 x 31, x1 x1 ,因为 f x 3x2 1,3 2所以切线方程 y x1 x1 3x1 1 x x1 ,即 y 3x21 1 x 2x31 ,设直线与 g x 相切与点 x2 , x22 a ,因为 g x 2x 2 22,所以切线方程 y x2 a 2x2 x x2 ,即 y 2x2x x2 a ,ì2x 3x2 í 2 1 12 3 , x2 a 2x122 a x 2x3 3x21 1 2x3 9所以 x4 2x33 2 12 1 ÷ 1 1 1 x1 有解,è 2 4 2 49 3 1令 h x x4 2x3 x2 , h x 9x3 6x2 3x 3x 3x 1 x 1 ,4 2 4 1 1 所以函数 h x 在 , ÷ , 0,1 上单调递减,在 ,0÷, 1, 上单调递增,è 3 è 3 因为 h l 1 h 1 5 , ÷ ,所以 h x h 1 1è 3 27 min ,所以 a 1, a的范围为[ 1, ) .故选:A.【点睛】思路点睛:本题考查曲线公切线相关问题的求解,求解曲线公切线的基本思路是假设切点坐标,利用导数的几何意义分别求得两曲线的切线方程,根据切线方程的唯一性构造方程组来进行求解.二、填空题6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知 0 < a < 1,若曲线 y a x ln a与直线 y ex相切,则a .1【答案】e【分析】设出切点,利用切点在曲线上也在直线上和切点处的导数等于斜率列方程求解。【详解】设 f x a x ln a ,与直线 y ex相切的切点为 x0 , f x0 ,则 f x a x ln a 2,故 y f x 在点 x x 20 x00 , f x0 处的切线方程可写为 y a ln a x x0 a ln a ,即 y a x0 ln a 2 x x a x0 ln a 2 a x00 ln a,2若切线为 y ex,则 x a x0 ln a a x0 ln a 0且 e a x 200 ln a ,得 x10 ,ln a1 1 1 1所以 a ln a ln a 2 e,设 a ln a m 则 ln a ln a ln m , ln a ln m 1所以m e,ln a所以 e 1ln a 2 e 2, ln a 1所以又因为 0 < a < 1,所以 ln a 1解得 a .e1故答案为:e7.(2024·2全国·模拟预测)已知函数 f x x a lnx 的图象上存在不同的两点 A, B,使得曲线 y f x 在点 A, B处的切线都与直线 x 2y 0 垂直,则实数 a的取值范围是 .【答案】 ,1 2 【分析】由题意可得 f x 2x 2a 1 2有两个不相等的正实数根,法一:令xg x f x 2x 1 2a x > 0 ,利用导数求出函数的单调区间及最值即可得解;法二:可得关于 x 的方x程 x2 1 a x 1 0有两个不相等的正实数根,再根据一元二次方程根的分布情况求解即可.2【详解】由题意知 f x 2x 2a 1 ,曲线 y f x 在点 A, B处的切线斜率都是 2,x所以关于 x 的方程 2x1 2a 2有两个不相等的正实数根,x2解法一:令 g x f x 1 2x 2a x > 0 g x 2 1 2x 1,则 2 ,x x x20 x 2 2当 < < 时, g x < 0,当 x > 时, g x > 0,2 2 所以函数 g x 2 2在 0, ÷÷ 上单调递减,在 , ÷÷上单调递增,è 2 è 2 即函数 f x 0, 2 2在 2 ÷÷ 上单调递减,在 , 上单调递增,è è 2÷÷ 又当 x 0 时, f x ,当 x 时, f x , 2 所以 f ÷÷ 2 2 2a < 2 ,解得2 a <1 2 ,è 所以实数 a的取值范围是 ,1 2 .2 1解法二:可得关于 x 的方程 x 1 a x 0有两个不相等的正实数根,2ì1 a > 0 2 则 íΔ 1 a 2 1 4 > 0,解得 a <1 2 , 2 1 > 0 2所以实数 a的取值范围是 ,1 2 .故答案为: ,1 2 .8.(2024·黑龙江齐齐哈尔·一模)若直线 y 2x为曲线 y eax b 的一条切线,则 ab的最大值为 .2【答案】 2 / 2e 2e【分析】设 f x eax b ,切点为 x ax0 b0 , e ,再根据导数的几何意义求出切线方程,再结合题意求出 a,b的关系,再构造新的函数,利用导数求出最大值即可.f x eax b【详解】设 ,则 f x aeax b,设切点为 x0 , eax0 b ,则 f x0 aeax0 b ,y eax0 b aeax0 b则切线方程为 x x ax b0 ,整理可得 y ae 0 x 1 ax ax0 b0 e ,ì 1 ax0 eax0 b 0 1í ax b 1 b所以 ax b ,解得 x0 , ae 0 ae 2 , ae 0 2 aa 2 ab 2b所以 e1 b,所以 e1 b,g x 2x 2 g x 1 x 设 1 x ,则 e e1 x ,当 x ,1 时, g x > 0, g x 单调递增,当 x (1, )时, g x < 0, g x 单调递减,所以当 x 1时, g x 取得最大值 g 1 2 2 ,e2所以 ab的最大值为 .e22故答案为:e2【点睛】关键点点睛:设出切点,根据直线 y 2x为曲线 y eax b 的一条切线,求出 a,b的关系,是解决本题的关键.9.(2024·山东临沂·二模)若直线 y ax 1与曲线 y b ln x相切,则 ab的取值范围为 . 1 , 【答案】 e3 ÷ 【分析】利用导数求切点坐标,再由切点在直线上可得b 2 ln a ,则 ab 2a a ln a a > 0 ,构造g(a) 2a a ln a 并研究单调性,进而求值域即可.1【详解】函数 y b ln x的导数为 y x ,1设切点为 x0 , ax0 1 ,所以 a,则 ax0 11x ,即 x0 a 0又因为 x0 , ax0 1 在 y b ln x上,所以 ax0 1 b ln x0 ,所以b ln x0 2,即b ln a 2,所以b 2 ln a ,所以 ab a 2 ln a 2a a ln a a > 0 ,令 g(a) 2a a ln a , g (a)1 2 ln a a ln a 3,a令 g (a) > 0 a1> 1,可得 3 ,令 g (a) < 0,可得 0 < a ,所以 g(a) 在 0,1 1 3 ÷上单调递减,在 3 , ÷上单调递增,è e è e 1 2 1所以 g(a)min g 3 ÷ 3 3 ln1 2 3 1 è e e e e3 e3 e3 3 .e当 a趋近正无穷时, g(a)趋近正无穷.1所以 ab 的取值范围为: , ÷ . e3 1 故答案为: 3 , ÷ . e ìex , x 010.(23-24 高三上·江苏无锡·期末)已知函数 f x í 2 ,若函数 f x 的图象在点 A x , f x x < 0 x , x < 01 1 1 y AM和点B x2 , f x2 x2 > 0 处的两条切线相互平行且分别交 轴于M 、 N 两点,则 BN 的取值范围为 . e 【答案】 , 2 ÷ ex2 AM ex2 ex【分析】由 f x1 f x2 可得出 x1 ,利用弦长公式得出 BN 2x ,利用导数求出函数 g x 2 2 2x在 0, 上的值域,即可为所求.【详解】当 x < 0 时, f x x2 , f x 2x ,则 f x1 2x1 ,x > 0 f x ex f x ex当 时, , ,则 f x2 ex2 ,因为函数 f x 的图象在点 A x1, f x1 x1 < 0 和点B x2 , f x2 x2 > 0 处的两条切线相互平行,x2则 f x x e1 f x2 ,即 2x1 e 2 ,则 x1 ,2AM 1 4x2 x , BN 1 e2x21 1 x2 ,AM 1 4x21 x1 x ex2所以, 1 ,BN 1 e2x2 x x2 2x2 2x ex x 1令 g x e ,其中 x > 0,则 g x ,2x 2x2当0 < x <1时, g x < 0,此时函数 g x 在 0,1 上单调递减,当 x >1时, g x > 0,此时函数 g x 在 1, 上单调递增,e AM e所以, g x g 1 ,因此, , 2 BN的取值范围是 ÷ . 2 e 故答案为: , 2 ÷. AM【点睛】关键点点睛:解决本题的关键在于利用切线斜率相等得出x2、x1所满足的关系式,然后将 BN 转化为含x2的函数,转化为函数的值域问题求解.1.(2020·全国·高考真题)曲线 y ln x x 1的一条切线的斜率为 2,则该切线的方程为 .【答案】 y 2x【分析】设切线的切点坐标为 (x0 , y0 ),对函数求导,利用 y |x 20 ,求出 x0 ,代入曲线方程求出 y0 ,得到切线的点斜式方程,化简即可.1【详解】设切线的切点坐标为 (x0 , y0 ), y ln x x 1, y 1,xy | 1x x 1 2, x 1, y 2 (1,2)0 x 0 0 ,所以切点坐标为 ,0所求的切线方程为 y 2 2(x 1),即 y 2x .故答案为: y 2x .【点睛】本题考查导数的几何意义,属于基础题.2.(2020·全国·高考真题)函数 f (x) x4 2x3 的图像在点 (1,f (1)) 处的切线方程为( )A. y 2x 1 B. y 2x 1C. y 2x 3 D. y 2x 1【答案】B【分析】求得函数 y f x 的导数 f x ,计算出 f 1 和 f 1 的值,可得出所求切线的点斜式方程,化简即可.【详解】Q f x x4 2x3, f x 4x3 6x2 , f 1 1, f 1 2,因此,所求切线的方程为 y 1 2 x 1 ,即 y 2x 1 .故选:B.【点睛】本题考查利用导数求解函图象的切线方程,考查计算能力,属于基础题3.(2019·江苏·高考真题)在平面直角坐标系 xOy 中,点 A 在曲线 y=lnx 上,且该曲线在点 A 处的切线经过点(-e,-1)(e 为自然对数的底数),则点 A 的坐标是 .【答案】 (e, 1) .【分析】设出切点坐标,得到切线方程,然后求解方程得到横坐标的值可得切点坐标.1【详解】设点 A x0 , y0 ,则 y0 ln x0 .又 y ,x1当 x x 0时, y x ,01点 A 在曲线 y ln x 上的切线为 y y0 (x x )x 0 ,0即 y ln xx0 1x ,0 e代入点 e, 1 ,得 1 ln x0 1x ,0即 x0 ln x0 e ,考查函数H x x ln x,当 x 0,1 时,H x < 0,当 x 1, 时,H x > 0,且H ' x ln x 1,当 x >1时,H ' x > 0, H x 单调递增,注意到H e e ,故 x0 ln x0 e 存在唯一的实数根 x0 e,此时 y0 1,故点A 的坐标为 A e,1 .【点睛】导数运算及切线的理解应注意的问题:一是利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.二是直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.x4.(2019·天津·高考真题) 曲线 y cos x 在点 0,1 处的切线方程为 .2【答案】 x 2y 2 0【分析】利用导数值确定切线斜率,再用点斜式写出切线方程.【详解】 y ' sin x1 ,2当 x 01 时其值为 ,21故所求的切线方程为 y 1 x ,即 x 2y 2 0.2【点睛】曲线切线方程的求法:(1)以曲线上的点(x0,f(x0))为切点的切线方程的求解步骤:①求出函数 f(x)的导数 f′(x);②求切线的斜率 f′(x0);③写出切线方程 y-f(x0)=f′(x0)(x-x0),并化简.ìy0 f (x0 ) (2)如果已知点(x1,y1)不在曲线上,则设出切点(x0,y0),解方程组 í y1 y0 f '(x )得切点(x0,y0),进而确定 x1 x00切线方程.5.(2019·全国·高考真题)曲线 y 3(x2 x)ex 在点 (0,0)处的切线方程为 .【答案】3x y 0 .【分析】本题根据导数的几何意义,通过求导数,确定得到切线的斜率,利用直线方程的点斜式求得切线方程【详解】详解: y / 3(2x 1)ex 3(x2 x)ex 3(x2 3x 1)ex ,/所以, k y |x 0 3所以,曲线 y 3(x2 x)ex 在点 (0,0)处的切线方程为 y 3x ,即3x y 0 .【点睛】准确求导数是进一步计算的基础,本题易因为导数的运算法则掌握不熟,二导致计算错误.求导要“慢”,计算要准,是解答此类问题的基本要求.6.(2019·全国·高考真题)已知曲线 y aex x ln x 在点 1, ae 处的切线方程为 y 2x b ,则A. a e,b 1 B. a e,b 1 C. a e 1,b 1 D. a e 1,b 1【答案】D【解析】通过求导数,确定得到切线斜率的表达式,求得 a,将点的坐标代入直线方程,求得b .【详解】详解: y aex ln x 1,k y |x 1 ae 1 2, a e 1将 (1,1) 代入 y 2x b 得 2 b 1,b 1,故选 D.【点睛】本题关键得到含有 a,b 的等式,利用导数几何意义和点在曲线上得到方程关系.7.(2018·全国·高考真题)曲线 y ax 1 ex 在点 0,1 处的切线的斜率为 2,则a .【答案】 3【分析】求导,利用导数的几何意义计算即可.【详解】解: y aex ax 1 ex则 f 0 a 1 2所以 a 3故答案为-3.【点睛】本题主要考查导数的计算和导数的几何意义,属于基础题.8.(2019·全国·高考真题)曲线 y=2sinx+cosx 在点(π,–1)处的切线方程为A. x y p 1 0 B. 2x y 2p 1 0C. 2x y 2p 1 0 D. x y p 1 0【答案】C【分析】先判定点 (p, 1)是否为切点,再利用导数的几何意义求解.【详解】当 x p 时, y 2sin p cos p 1,即点 (p, 1)在曲线 y 2sin x cos x上.Q y 2cos x sin x, y x p 2cosp sinp 2,则 y 2sin x cos x在点 (p, 1)处的切线方程为 y ( 1) 2(x p),即2x y 2p 1 0.故选 C.【点睛】本题考查利用导数工具研究曲线的切线方程,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取导数法,利用函数与方程思想解题.学生易在非切点处直接求导数而出错,首先证明已知点是否为切点,若是切点,可以直接利用导数求解;若不是切点,设出切点,再求导,然后列出切线方程.9.(2018·全国· 3高考真题)设函数 f x x a 1 x2 ax.若 f x 为奇函数,则曲线 y f x 在点 0,0 处的切线方程为( )A. y 2x B. y x C. y 2x D. y x【答案】D【详解】分析:利用奇函数偶次项系数为零求得 a 1,进而得到 f (x) 的解析式,再对 f (x) 求导得出切线的斜率 k ,进而求得切线方程.详解:因为函数 f (x) 是奇函数,所以 a 1 0,解得 a 1,所以 f (x) x3 x , f '(x) 3x2 1,所以 f '(0) 1, f (0) 0,所以曲线 y f (x) 在点 (0,0)处的切线方程为 y f (0) f '(0)x ,化简可得 y x ,故选 D.点睛:该题考查的是有关曲线 y f (x) 在某个点 (x0 , f (x0 )) 处的切线方程的问题,在求解的过程中,首先需要确定函数解析式,此时利用到结论多项式函数中,奇函数不存在偶次项,偶函数不存在奇次项,从而求得相应的参数值,之后利用求导公式求得 f '(x) ,借助于导数的几何意义,结合直线方程的点斜式求得结果.10.(2018·全国·高考真题)曲线 y 2ln(x 1)在点 (0, 0) 处的切线方程为 .【答案】 y 2x【分析】先求导数,再根据导数几何意义得切线斜率,最后根据点斜式求切线方程.【详解】Q y 2 k 2 2 y 2xx 1 0 1【点睛】求曲线的切线要注意“过点 P 的切线”与“在点 P 处的切线”的差异,过点 P 的切线中,点 P 不一定是切点,点 P 也不一定在已知曲线上,而在点 P 处的切线,必以点 P 为切点.第 01 讲 导数的概念、运算及几何意义(8 类核心考点精讲精练)1. 5 年真题考点分布5 年考情考题示例 考点分析 关联考点已知切线斜率求参数2024 年新 I 卷,第 13 题,5 分 直线的点斜式方程公切线问题利用导数研究含参函数单调性2024 年新Ⅱ卷,第 16 题,15 分 求在曲线上一点处的切线方程根据极值求参数利用导数研究函数的零点2022 年新 I 卷,第 10 题,5 分 求在曲线上一点处的切线方程求已知函数的极值点抽象函数的奇偶性2022 年新 I 卷,第 12 题,5 分 函数与导函数图象之间的关系函数对称性的应用2022 年新 I 卷,第 15 题,5 分 求过一点的切线方程 求某点处的导数值2022 年新Ⅱ卷,第 14 题,5 分 求过一点的切线方程 无2021 年新 I 卷,第 7 题,5 分 求过一点的切线方程 利用导数研究函数图象及性质两条切线平行、垂直、重合2021 年新Ⅱ卷,第 16 题,5 分 直线的点斜式方程及辨析(公切线) 问题2020 年新 I 卷,第 21 题,12 分 求在曲线上一点处的切线方程 利用导数研究不等式恒成立问题2020 年新Ⅱ卷,第 22 题,12 分 求在曲线上一点处的切线方程 利用导数研究不等式恒成立问题2. 命题规律及备考策略【命题规律】本节内容是新高考卷的必考内容,设题稳定,难度较低,分值为 5 分左右【备考策略】1 理解导数概念的实际背景,理解导数是关于瞬时变化率的数学表达,了解导数的本质与思想,了解极限思想2 能通过函数图象直观理解导数的几何意3 能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,能求简单的复合函数的导数并.熟练使用导数公式表4 能理解导数的几何意义并会求切线方程【命题预测】本节内容是新高考卷的必考内容,一般会考查在曲线上一点的切线方程或过一点的切线方程,需加强复习备考知识讲解1. 函数 y f (x) 在 x x0处的导数f(x0+Δx)-f(x0) Δy(1)定义:称函数 y=f(x)在 x=x0处的瞬时变化率 lim = lim 为函数 y=f(x)在 x=xΔx Δx 0处Dx 0 Dx 0Δy f(x +Δx)-f(x )的导数,记作 f′(x0)或 y′|x=x0,即 f′(x0)= lim = lim0 0。Dx 0 Δx Dx 0 Δx2. 函数 y f (x) 的导函数如果函数 y=f(x)在开区间(a,b)内的每一点处都有导数,其导数值在(a,b)内构成一个新函数,函数 f′(x)=f(x+Δx)-f(x)lim 称为函数 y=f(x)在开区间内的导函数.Δx3. 八大常用函数的求导公式(1)C 0 (C 为常数)2 3 1 1 (2 (xn) ) nxn 1 例: (x5 ) 5x4 , (x 5 ) 2 x 5, , (x 6 ) 1 6x 7 , ( x ) (x 2 ) x 25 2x(3) (e ) ex 1 (4 (ax x) ) a ln a (5) (ln x) x(6) (loga x) 1 (7) (sin x) cos x (8) (cos x) sin xx ln a4. 导数的四则运算(1)和的导数: f (x) g(x) f (x) g (x)(2)差的导数: f (x) g(x) f (x) g (x)(3)积的导数: f (x)g(x) f (x)g(x) f (x)g (x)(前导后不导 前不导后导) 4 f (x) f (x)g(x) f (x)g (x)( )商的导数: , g(x) 0 g(x)2 g (x)5. 复合函数的求导公式函数 y f (g(x))中,设u g(x) (内函数),则 y f (u) (外函数) y yu ux6. 导数的几何意义(1)导数的几何意义函数 y f (x) 在 x x0 处的导数 f (x0 ) 就是曲线 y f (x) 在点 (x0 , f (x0 ))处的切线的斜率 k ,即k f (x0 ) limf (x0 +Dx) f (x0 ) .Dx 0 Dx(2)直线的点斜式方程直线的点斜式方程:已知直线过点 P(x0 , y0 ) ,斜率为 k ,则直线的点斜式方程为: y y0 k x x0 【注】曲线的切线的求法:若已知曲线过点 P(x0,y0),求曲线过点 P 的切线,则需分点 P(x0,y0)是切点和不是切点两种情况求解.(1)当点 P(x0,y0)是切点时,切线方程为 y y0 k x x0 ;(2)当点 P(x0,y0)不是切点时,可分以下几步完成:第一步:设出切点坐标 P (x1, f (x1)) ;第二步:写出过 P (x1, f (x1)) 的切线方程为 y f (x1) f (x1)(x x1) ;第三步:将点 P 的坐标(x0,y0)代入切线方程求出 x1;第四步:将 x1的值代入方程 y f (x1) f (x1)(x x1) ,可得过点 P(x0,y0)的切线方程.考点一、导数的计算1.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数:(1) y e x x 1 2 ;(2) y cos 3x 1 ln 2x 1 ;(3) y sin 2x cos2 x ;(4) y 2x 1 .x(5) y ex sin x cos x(6) y tan x ln( x)(7) y x sinx cos x2 2ln(1 x)(8) y ex2.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数: x x (1) y 2 e2 xe2 ÷ ;è (2) y a2x x2 ;(3) y sin4 3x cos3 4x;y x ln x(4) ln x 1 .x 11.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数(1) y ln 3;(2) y x 3;f (x) cos x(3) x ;e(4) y 2x2 1 3x 1 ;(5) f (x) ln 1 x2 ;1 cos x(6) y .sin x2.(2024 高三·全国·专题练习)求下列函数的导数.(1) y xexy ln x(2) ;x2 1(3) y 2sin(1 3x)3(4) y ln x 1 x2 .43.(23-24 高三上·山西临汾·阶段练习)求下列函数的导数:(1) y x2 3x 3 ex 1y cos(2x 1)(2) x(3) y lnx1 2x(4) y (x 1)(x 2)(x 3)(5) y x ln x x2 x 21(6) y ln 2 x3 ex ex考点二、求曲线切线的斜率或倾斜角1.(全国·高考真题)曲线 y xex 1 在点(1,1)处切线的斜率等于( ).A. 2e B. e C.2 D.12.(全国·高考真题)曲线 y x3 2x 4在点 (1,3)处的切线的倾斜角为( )A.30° B.45° C.60° D.120°1 3 P 2, 8 1.(2024·上海嘉定·二模)已知曲线 y x 上有一点 ÷ ,则过 P 点的切线的斜率为 .3 è 3 2.(2024·福建厦门·一模)已知直线 l与曲线 y x3 x在原点处相切,则 l的倾斜角为( )π π 3π 5πA. B. C. D.6 4 4 6考点三、求在曲线上一点的切线方程y 2x 11.(2021·全国·高考真题)曲线 在点 1, 3 处的切线方程为 .x 2x e 2.(2023· · e全国 高考真题)曲线 y 在点 1, ÷ 处的切线方程为(2 )x 1 è y e x y e e e e 3eA. B. x C. y x D. y x 4 2 4 4 2 4x3 2024· · f x e 2sin x.( 全国 高考真题)设函数 2 ,则曲线 y f x 在点 0,1 处的切线与两坐标轴所围成1 x的三角形的面积为( )1 1 2A. B 1. C.6 3 2D. 31.(2024· x 2全国·模拟预测)函数 f x e x 2x 2 的图象在点 1, f 1 处的切线方程为( )A. x ey 4 0 B. x ey 6 0 C. ex y 6 0 D. ex y e5 0e2.(2024· x河北保定·三模)曲线 f x e 3x 在点 0, f 0 处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )1 1 1 1A. B. C. D.8 6 4 3x x3.(2024·湖北·模拟预测)写出函数 f x x lnx 的一条斜率为正的切线方程: .2 e考点四、求过一点的切线方程1.(2022·全国·高考真题)曲线 y ln | x |过坐标原点的两条切线的方程为 , .2.(2024·贵州·模拟预测)过点P(1, 3)作曲线 y 2x3 3x 的切线,请写出切线的方程 .1.(2023· 2全国·模拟预测)过原点可以作曲线 y f x x x 1的两条切线,则这两条切线方程为( )A. y x 和 y x B. y 3x 和 y 3xC. y x 和 y 3x D. y x和 y 3x2 x 2.(2024·全国·模拟预测)过坐标原点作曲线 f x e x 2x 2 的切线,则切线共有( )A.1 条 B.2 条 C.3 条 D.4 条考点五、已知切线(斜率)求参数1.(全国· y ax 1 ex高考真题)曲线 在点 0,1 处的切线的斜率为 2,则a .22.(2024·湖南长沙·二模)已知 m > 0 , n > 0,直线 y x m 与曲线 y 2lnx n 41 1相切,则 e m n的最小值是( )A.4 B.3 C.2 D.11.(2024·四川遂宁·三模)曲线 y x2 ax在点P 1,b 处切线的斜率为 3,则实数a .2.(2024·浙江绍兴·二模)函数 f x x a ln x在点 1,1 处的切线与直线 y 2x平行,则a ( )A.1 B. 2 C. 1 D. 23.(2024 高三下·全国·专题练习)已知函数 g x x ax 2ln x ,若曲线 y g x 在 x 1处的切线方程为y 6x b,则 a b .考点六、两条切线平行、垂直问题1 x.(2021·全国·高考真题)已知函数 f (x) e 1 , x1 < 0, x2 > 0,函数 f (x) 的图象在点 A x1, f x1 和点B x2, f x2 | AM |的两条切线互相垂直,且分别交 y 轴于 M,N 两点,则 | BN | 取值范围是 .12.(2023·四川凉山· 2一模)函数 f x x a ln x 在区间 1,2 的图象上存在两条相互垂直的切线,则 a的取2值范围为( )A. 2,1 B. 2, 1 C. 2,0 D. 3, 2 3.(2024·河北邢台·二模)已知函数 f x x2 2ln x 的图像在 A x1, f x1 ,B x2 , f x2 两个不同点处的切线相互平行,则下面等式可能成立的是( )A. x1 x2 2 x10 10B. 1 x2 C. x1x2 2 D. x3 1x2 31.(2024·全国·模拟预测)已知函数 f x x a 2 lnx 的图象上存在不同的两点 A, B,使得曲线 y f x 在点 A, B处的切线都与直线 x 2y 0 垂直,则实数 a的取值范围是( )A. ,1 2 B. 1 2,0 C. ,1 2 D. 0,1 2 2.(山东·高考真题)若函数 y f x 的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称 y f x 具有T性质.下列函数中具有T性质的是A. y sin x B. y ln x C. y ex D. y x33x 33.(2024·河南·模拟预测)已知函数 f x x 1 ax(x > 0) 的图象经过 A, B 两点,且 f x 的图象在 A, Be处的切线互相垂直,则 a的取值范围是( ) 3,0 3, 5 3 5 3 A. B. ÷÷ C. ,05 3 5 3÷÷ D.2 , ÷÷è è 2 è 2 2 ì x1 ex , x > 0,7.(2024·河南·三模)已知函数 f (x) 2 ÷íè 点A , B 在曲线 y f (x) 上(A 在第一象限),过A , x3 , x < 0,BQB 的切线相互平行,且分别交 y 轴于 P ,Q两点,则 AP 的最小值为 .考点七、公切线问题1.(2024·全国·高考真题)若曲线 y ex x在点 0,1 处的切线也是曲线 y ln(x 1) a 的切线,则a .2.(全国·高考真题)若直线 y kx b是曲线 y ln x 2 的切线,也是曲线 y ln(x 1) 的切线,则b .3.(2024·广东茂名·一模)曲线 y lnx与曲线 y x2 2ax 有公切线,则实数 a的取值范围是( ) , 1 1 1 1 , , , A. è 2 B. ÷ C. D. 2 ÷ è 2 2 1.(2024·河北沧州·模拟预测)已知直线 l : y kx是曲线 f x ex 1和 g x ln x a的公切线,则实数a= .2 2024· · f x aex πx.( 上海 三模)设曲线 b和曲线 g x cos c在它们的公共点 P 0,2 处有相同的切线,2则ba c 的值为 .3.(2024·福建泉州·模拟预测)若曲线 y = x2 与 y tex t 0 恰有两条公切线,则 t 的取值范围为( ) 0, 4 4 , ,0 4 , ,0 4 ì üA. Be2 ÷ . ÷ C. ÷ D. í è è e2 è e2 e2 考点八、切线(方程)的综合应用1.(2021·全国·高考真题)若过点 a,b 可以作曲线 y ex 的两条切线,则( )A. eb < a B. ea < bC.0 < a < eb D.0 < b < ea2.(23-24 高二下·辽宁本溪·期中)若过点 1,b 可以作曲线 y ln x 1 的两条切线,则( )A. ln2 < b < 2 B.b > ln2C.0 < b < ln2 D.b >1b3.(2024·广东广州·模拟预测)已知直线 y kx b恒在曲线 y ln x 2 的上方,则 的取值范围是(k )A. 1, 3 B. , 4 4 ÷C. 0, D. , ÷è è 5 1.(2024·全国·模拟预测)若直线 y 2x b与曲线 f (x) e2x 2ax(a > 1)相切,则b 的最小值为( )A. e B.-2 C.-1 D.01.2.(2024·全国·模拟预测)若直线 y x 与曲线 y loga x( a > 0且a 1)无公共点,则实数 a的取值范围是( ) 1 1 A. 1,e B. 1,ee ÷ C. e, D. ee , ÷è è 3.(2024·重庆·模拟预测)已知直线 y ax b 与曲线 y ex 相切于点 x0 , ex0 ,若 x0 ,3 ,则 a b 的取值范围为( )A , e B e3. . ,e C. 0,e D. 0,e3 一、单选题1.(2024·贵州六盘水·三模)已知曲线 y x2 3lnx 的一条切线方程为 y x m,则实数m ( )A. 2 B. 1 C.1 D.22.(2024·河北保定·三模)已知二次函数 y ax(x b)(b 0 且b 1)的图象与曲线 y ln x 交于点 P,与 x轴交于点 A(异于点 O),若曲线 y ln x 在点 P 处的切线为 l,且 l 与 AP 垂直,则 a 的值为( )1A. B. 1 Ce . e D. 23.(2024· 2全国·模拟预测)若函数 f x x 3x 4lnx ,点 P 是曲线 y f x 上任意一点,则点 P 到直线l : x y 3 0的距离的最小值为( )A 3 2 6. 4 2 B. C.3 2 D.2 2a4.(2024· 2内蒙古呼伦贝尔·二模)已知曲线 y x 3x 在 x 1处的切线与直线 x 2y 1 0垂直,则a x( )9 11A.3 B. C.7 D.2 25.(23-24 高二下·山东枣庄·期中)若点 P 是曲线 y x2 ln x上任意一点,则点 P 到直线 y x 4的最小距离为( )A.1 B. 2 C. 2 2 D. 4 26 2.(2024·河南·模拟预测)函数 f x lnx x 与直线 x y 0相切于点A ,则点A 的横坐标为( )1A. B.1 C.2 D. ee二、填空题2 π7.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知曲线 f x ln x x 在点 1, f 1 处的切线的倾斜角为 ,则 a的值为 .a 38.(2024·山西朔州·模拟预测)已知 A,B 分别为曲线 y 2ex x和直线 y 3x 3上的点,则 AB 的最小值为 .9.(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数 f x 的图象在点 1, f 1 处的切线方程是 x 2y 1 0,若f xh x ,则 h 1 的值为 .xm > 0, n > 0 y 110.(2024·四川·模拟预测)已知 ,直线 x m 1与曲线 y lnx n 3相切,则m n .e一、单选题1.(2024·四川德阳·二模)已知直线 y ax 1与曲线 f x ln ex 相切,则 a的值为( )1A. B.1 C. e D. ee2.(2024·辽宁大连·一模)斜率为1的直线 l与曲线 y ln(x a) x2 y2 1和圆 都相切,则实数 a的值为( )2A. 0 或 2 B. 2或 0 C.-1或 0 D. 0 或13.(2024·重庆渝中·模拟预测)若斜率为 1 的直线 l与曲线 y ln x a 和圆 x2 y2 2都相切,则实数 a的值为( )A. 1 B.1 C.3 D. 1或 3f x ex 1, g x 14.(2024·全国·模拟预测)已知函数 ex2 ,若直线 l是曲线 y f x 与曲线 y g x 的公4切线,则 l的方程为( )A. ex y 0 B. ex- y -e = 0C. x y 0 D. x y 1 05.(2024·浙江金华· 3 2三模)若存在直线与曲线 f x x x , g x x a都相切,则 a 的范围为( )A. 1, 5 5 5B. 1, 27 C. , 27 ÷D. , è 27 二、填空题6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知 0 < a < 1,若曲线 y a x ln a与直线 y ex相切,则a .7.(2024·2全国·模拟预测)已知函数 f x x a lnx 的图象上存在不同的两点 A, B,使得曲线 y f x 在点 A, B处的切线都与直线 x 2y 0 垂直,则实数 a的取值范围是 .8.(2024·黑龙江齐齐哈尔·一模)若直线 y 2x为曲线 y eax b 的一条切线,则 ab的最大值为 .9.(2024·山东临沂·二模)若直线 y ax 1与曲线 y b ln x相切,则 ab的取值范围为 .ìex , x 010.(23-24 高三上·江苏无锡·期末)已知函数 f x í 2 ,若函数 f x 的图象在点 A x1, f x1 x < 0 x , x < 01和点B AMx2 , f x2 x2 > 0 处的两条切线相互平行且分别交 y 轴于M 、 N 两点,则 BN 的取值范围为 .1.(2020·全国·高考真题)曲线 y ln x x 1的一条切线的斜率为 2,则该切线的方程为 .2.(2020·全国·高考真题)函数 f (x) x4 2x3 的图像在点 (1,f (1)) 处的切线方程为( )A. y 2x 1 B. y 2x 1C. y 2x 3 D. y 2x 13.(2019·江苏·高考真题)在平面直角坐标系 xOy 中,点 A 在曲线 y=lnx 上,且该曲线在点 A 处的切线经过点(-e,-1)(e 为自然对数的底数),则点 A 的坐标是 .x4.(2019·天津·高考真题) 曲线 y cos x 在点 0,1 处的切线方程为 .25.(2019·全国·高考真题)曲线 y 3(x2 x)ex 在点 (0,0)处的切线方程为 .6.(2019·全国·高考真题)已知曲线 y aex x ln x 在点 1, ae 处的切线方程为 y 2x b ,则A. a e,b 1 B. a e,b 1 C. a e 1,b 1 D. a e 1,b 17 x.(2018·全国·高考真题)曲线 y ax 1 e 在点 0,1 处的切线的斜率为 2,则a .8.(2019·全国·高考真题)曲线 y=2sinx+cosx 在点(π,–1)处的切线方程为A. x y p 1 0 B. 2x y 2p 1 0C. 2x y 2p 1 0 D. x y p 1 09.(2018·全国·高考真题)设函数 f x x3 a 1 x2 ax.若 f x 为奇函数,则曲线 y f x 在点 0,0 处的切线方程为( )A. y 2x B. y x C. y 2x D. y x10.(2018·全国·高考真题)曲线 y 2ln(x 1)在点 (0, 0) 处的切线方程为 . 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第01讲 导数的概念、运算及几何意义(学生版) 学案 备战2025年高考数学一轮复习学案(新高考通用).pdf 第01讲 导数的概念、运算及几何意义(教师版) 学案 备战2025年高考数学一轮复习学案(新高考通用).pdf