5.2导数的运算(预习衔接.夯实基础.含解析)2025-2026学年高二上学期数学选择性必修第二册人教A版(2019)

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5.2导数的运算(预习衔接.夯实基础.含解析)2025-2026学年高二上学期数学选择性必修第二册人教A版(2019)

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预习衔接.夯实基础 导数的运算
一.选择题(共4小题)
1.(2024 安宁区校级模拟)已知0<x1<x2<x3<4π,函数f(x)=sinx在点(xi,sinxi)(i=1,2,3)处的切线均经过坐标原点,则(  )
A.
B.
C.x1+x3<2x2
D.x1+x3>2x2
2.(2023秋 滨州期末)若点P是曲线y=lnx﹣x2上任意一点,则点P到直线l:x+y﹣6=0的距离的最小值为(  )
A. B. C. D.
3.(2024秋 明山区校级期末)已知函数f(x)的定义域为R,f′(x)为函数f(x)的导函数,当x∈[0,+∞)时,2sinxcosx﹣f′(x)>0且 x∈R,f(﹣x)+f(x)+cos2x=1.则下列说法一定正确的是(  )
A.f()f()
B.f()f()
C.f()f()
D.f()f()
4.(2024春 合肥期末)已知直线y=ax+b(a∈R,b>0)是曲线f(x)=ex与曲线g(x)=lnx+2的公切线,则a+b等于(  )
A.e+2 B.3 C.e+1 D.2
二.多选题(共3小题)
(多选)5.(2024秋 青羊区校级期中)已知函数,下列说法正确的是(  )
A.若a=1,则曲线f(x)在(1,0)的切线方程为x﹣y﹣1=0
B.若f(x)<0当且仅当x∈(0,1),则a的取值范围(﹣∞,2)
C.
D.若函数有三个零点为x1,x2,x3,则ax1x2x3的取值范围(2,+∞)
(多选)6.(2024秋 镇海区校级期中)下列选项正确的是(  )
A., B.y=2x,y′=2xln2
C.y=lnx, D.y=cos2x,y′=﹣sin2x
(多选)7.(2024秋 牡丹江期中)已知函数f(x)=ex,g(x)=lnx,若f(x),g(x)的图象与直线l1:y=a1x+b1分别切于点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1>x2),与直线l2:y=a2x+b2分别切于点C,D,且l1,l2相交于点P(x0,y0),则(  )
A.x1﹣lnx2=0
B.
C.a1>2﹣a2
D.
三.填空题(共4小题)
8.(2024秋 闵行区期中)函数y=x2+x在x=1处的导数是    .
9.(2024秋 普陀区校级期中)已知f(x)=x4,则f′(1)=    .
10.(2024秋 绍兴期中)若曲线y=elnx在点(e,e)处的切线与圆(x﹣a)2+y2=1相切,则a=    .
11.(2024秋 和平区校级期中)已知函数f(x)为偶函数,其图象在点(1,f(1))处的切线方程为x﹣2y+1=0,记f(x)的导函数为f′(x),则f′(﹣1)=   .
四.解答题(共4小题)
12.(2024秋 浦东新区期中)(1)设a、b为实数,比较a2+b2与2a﹣2b﹣2的值的大小;
(2)已知f(x)=3x2,求曲线y=f(x)在点P(﹣1,3)处的切线方程.
13.(2024秋 赣州期中)已知函数f(x)=ax2+bx+c是偶函数,且经过点(1,7),(3,﹣1).
(1)求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)设曲线y=f(x)在点(t,f(t))处的切线与x轴交于点A,与y轴交于点B,O为坐标原点,求S△OAB的最小值.
14.(2024 浦东新区校级模拟)设函数y=f(x)的定义域为开区间I,若存在x0∈I,使得y=f(x)在x=x0处的切线l与y=f(x)的图像只有唯一的公共点,则称y=f(x)为“L函数”,切线l为一条“L切线”.
(1)判断y=x﹣1是否是函数y=lnx的一条“L切线”,并说明理由;
(2)设g(x)=e2x﹣6x,求证:y=g(x)存在无穷多条“L切线”;
(3)设f(x)=x3+ax2+1(0<x<c),求证:对任意实数a和正数c,y=f(x)都是“L函数”.
15.(2024秋 大连期中)已知函数f(x)=x3﹣3x2+bx+c在x=0时取得极大值1.
(1)求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程;
(2)求过点(0,2)与曲线y=f(x)相切的直线方程.
预习衔接.夯实基础 导数的运算
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
1.(2024 安宁区校级模拟)已知0<x1<x2<x3<4π,函数f(x)=sinx在点(xi,sinxi)(i=1,2,3)处的切线均经过坐标原点,则(  )
A.
B.
C.x1+x3<2x2
D.x1+x3>2x2
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】数形结合;数形结合法;导数的概念及应用;直观想象;运算求解.
【答案】C
【分析】根据导数的几何意义求出曲线f(x)在点(x1,sinx1),(x2,sinx2),(x3,sinx3)处的切线方程,由即可判断AB;画出函数y=tanx与y=x图象,由kAD<kEC,可得,化简计算即可判断CD.
【解答】解:由题意知,f′(x)=cosx,则f′(x1)=cosx1,f′(x2)=cosx2,f′(x3)=cosx3,
所以曲线f(x)在点(x1,sinx1),(x2,sinx2),(x3,sinx3)处的切线方程分别为,
y﹣sinx1=cosx1(x﹣x1),y﹣sinx2=cosx2(x﹣x2),y﹣sinx3=cosx3(x﹣x3),
因为切线均过原点,所以sinx1=x1cosx1,sinx2=x2cosx2,sinx3=x3cosx3,
即x1=tanx1,x2=tanx2,x3=tanx3,所以,故AB错误;
由,得tanxi=xi(i=1,2,3),画出函数y=tanx与y=x图象,如图,
设A(x1,tanx1),B(x2,tanx2),C(x3,tanx3),
如上图易知,D(x2﹣π,tanx2),E(x2+π,tanx2),
由正切函数图象性质kAD<kEC,得,
即,又x2﹣π﹣x1>0,x3﹣x2﹣π>0,
所以(x2﹣x1)(x3﹣π﹣x2)<(x3﹣x2)(x2﹣π﹣x1),
即x1π+x3π<2πx2,解得x1+x3<2x2,故C正确,D错误.
故选:C.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的切线方程,考查了数形结合思想,属中档题.
2.(2023秋 滨州期末)若点P是曲线y=lnx﹣x2上任意一点,则点P到直线l:x+y﹣6=0的距离的最小值为(  )
A. B. C. D.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;点到直线的距离公式.
【专题】转化思想;转化法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】B
【分析】根据已知条件,结合导数的几何意义,以及点到直线的距离公式,即可求解.
【解答】解:直线l:x+y﹣6=0,
则直线l的斜率为﹣1,
y=lnx﹣x2,
则y',
令,解得x=1(负值舍去),
当x=1时,y=﹣1,
故平行于直线l:x+y﹣6=0且与直线y=lnx﹣x2相切的切点坐标为(1,﹣1),
所以点P到直线l:x+y﹣6=0的距离的最小值为:.
故选:B.
【点评】本题主要考查利用导数研究曲线上某点切线的方程,属于中档题.
3.(2024秋 明山区校级期末)已知函数f(x)的定义域为R,f′(x)为函数f(x)的导函数,当x∈[0,+∞)时,2sinxcosx﹣f′(x)>0且 x∈R,f(﹣x)+f(x)+cos2x=1.则下列说法一定正确的是(  )
A.f()f()
B.f()f()
C.f()f()
D.f()f()
【考点】基本初等函数的导数.
【专题】方程思想;转化思想;函数的性质及应用;导数的综合应用.
【答案】B
【分析】令F(x)=sin2x﹣f(x),可得F′(x)=2sinxcosx﹣f′(x)>0,x∈[0.+∞)时.可得F(x)在x∈[0,+∞)上单调递增.又 x∈R,f(﹣x)+f(x)+cos2x=1.可得f(﹣x)=sin2x﹣2sin2x+f(x)=﹣[sin2x﹣f(x)],F(x)为奇函数.进而得出答案.
【解答】解:令F(x)=sin2x﹣f(x),则F′(x)=2sinxcosx﹣f′(x)>0,x∈[0.+∞)时.
∴F(x)在x∈[0,+∞)上单调递增.又 x∈R,f(﹣x)+f(x)+cos2x=1.
∴f(﹣x)+f(x)=2sin2x,
∴sin2(﹣x)﹣f(﹣x)=sin2x﹣2sin2x+f(x)=﹣[sin2x﹣f(x)],
故F(x)为奇函数,
∴F(x)在R上单调递增,∴F.
即F,
故选:B.
【点评】本题考查了函数的单调性奇偶性、利用导数研究函数单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
4.(2024春 合肥期末)已知直线y=ax+b(a∈R,b>0)是曲线f(x)=ex与曲线g(x)=lnx+2的公切线,则a+b等于(  )
A.e+2 B.3 C.e+1 D.2
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】计算题;方程思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】D
【分析】分别设切点求出各自的切线方程,然后两切线相等求出切点坐标,即可求出a,b的值.
【解答】解:设曲线f(x)=ex的切点为(m,em),而f′(x)=ex,
故切线为y﹣em=em(x﹣m),即y=em x+em(1﹣m)……①;
设曲线g(x)=lnx+2的切点为(t,lnt+2),
故切线为,即②,
由题意①②是同一条直线,故,解得t,或1,
当t时,切线为y=ex,不符合题意,舍去;
当t=1时,切线为y=x+1,即a=b=1,所以a+b=2.
故选:D.
【点评】本题考查导数的几何意义以及公切线的求法,属于中档题.
二.多选题(共3小题)
(多选)5.(2024秋 青羊区校级期中)已知函数,下列说法正确的是(  )
A.若a=1,则曲线f(x)在(1,0)的切线方程为x﹣y﹣1=0
B.若f(x)<0当且仅当x∈(0,1),则a的取值范围(﹣∞,2)
C.
D.若函数有三个零点为x1,x2,x3,则ax1x2x3的取值范围(2,+∞)
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;由函数的零点求解函数或参数.
【专题】转化思想;综合法;函数的性质及应用;导数的综合应用;运算求解.
【答案】ACD
【分析】利用导数的几何意义可判定A,含参讨论函数的单调性结合特例可判定B,利用解析式直接计算可判定C,根据B结合含参讨论函数的单调性得出函数大致图象,结合C,得出零点间关系计算即可.
【解答】解:对于A选项,当a=1时,,所以f′(1)=1,
所以f(x)在(1,0)的切线方程为x﹣y﹣1=0,所以A选项正确;
对于B选项,因为,所以,其分子的Δ=a2﹣4,
易知a≤2时,则f′(x)≥0,此时f(x)定义域上单调递增,而f(1)=0,
即f(x)<0当且仅当x∈(0,1),所以a≤2,所以B选项错误;
对于C选项,因为,所以C选项正确;
对于D选项,由B选项项分析知:当a>2时,,
由a>2可知:,
所以f(x)在和上单调递增,
在上单调递减,
又f(1)=0,且x→0时,f(x)→﹣∞;x→+∞时,f(x)→+∞,
作出其大致图象,如下:
不妨设x1<x2<x3,可知,
因为f(x1)=f(x3)=0,所以由C知,即,
因为,根据函数单调性知,即ax1x2x3=a,所以D选项正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查函数的性质,导数的综合应用,数形结合思想,属难题.
(多选)6.(2024秋 镇海区校级期中)下列选项正确的是(  )
A., B.y=2x,y′=2xln2
C.y=lnx, D.y=cos2x,y′=﹣sin2x
【考点】基本初等函数的导数.
【专题】转化思想;转化法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】ABC
【分析】根据已知条件,结合导数的求导法则,即可求解.
【解答】解:y,
则y',故A正确;
y=2x,
则y'=2xln2,故B正确;
y=lnx,
则y',故C正确;
y=cos2x,
则y'=﹣2sin2x,故D错误.
故选:ABC.
【点评】本题主要考查导数的运算,属于基础题.
(多选)7.(2024秋 牡丹江期中)已知函数f(x)=ex,g(x)=lnx,若f(x),g(x)的图象与直线l1:y=a1x+b1分别切于点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1>x2),与直线l2:y=a2x+b2分别切于点C,D,且l1,l2相交于点P(x0,y0),则(  )
A.x1﹣lnx2=0
B.
C.a1>2﹣a2
D.
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】函数思想;定义法;函数的性质及应用;逻辑思维.
【答案】BC
【分析】根据公切线的有关概念判断x1与x2的关系,可判断A、B选项的真假;
根据指数函数与对数函数的图象的对称性,可判断公切线斜率的关系,结合基本不等式,判断C的真假;
也可求两条公切线的交点,判断D的真假.
【解答】解:由题意得f'(x)=ex,,所以,
即,
由,整理得x1=﹣lnx2,且lnx2≠0,A错误;
把x2,lnx2=﹣x1,代入,整理得,B正确;
分别作出y=ex与的图象如下:
两图象有2个交点,所以f(x)图象上的切点有2个,即f(x)与g(x)的公切线有2条.
因为f(x),g(x)的图象关于直线y=x对称,
所以点关于直线y=x的对称点为,a1=ex,a2=g′(),
,C正确;
因为直线AB,CD关于直线y=x对称,则点P就是直线AB与直线y=x的交点,
直线AB的方程为,与y=x联立得x,
所以x0=y0,所以x0+y0=2 ,
由且x1>x2可得1<x1<2,
设h(x)=(x﹣1)ex(1<x<2),则h'(x)=xex>0,所以h(x)<h(2)=e2,
所以x0+y0,D错误.
故选:BC.
【点评】本题考查导数综合应用,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
8.(2024秋 闵行区期中)函数y=x2+x在x=1处的导数是  3 .
【考点】基本初等函数的导数.
【专题】转化思想;转化法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】3.
【分析】利用求导公式以及求导法则,求得导函数,代入数值,可得答案.
【解答】解:由题意可知,y′=2x+1,
当x=1时,y′=2×1+1=3.
故答案为:3.
【点评】本题主要考查导数的运算,属于基础题.
9.(2024秋 普陀区校级期中)已知f(x)=x4,则f′(1)=  4 .
【考点】基本初等函数的导数.
【专题】函数思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】4.
【分析】求导代值即可.
【解答】解:f′(x)=4x3,∴f′(1)=4.
故答案为:4.
【点评】本题考查了幂函数的求导公式,是基础题.
10.(2024秋 绍兴期中)若曲线y=elnx在点(e,e)处的切线与圆(x﹣a)2+y2=1相切,则a=   .
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;由直线与圆的位置关系求解直线与圆的方程或参数.
【专题】方程思想;综合法;导数的概念及应用;直线与圆;运算求解.
【答案】.
【分析】利用导数求出曲线y=elnx在点(e,e)处的切线方程,再由点到直线的距离公式列式求解.
【解答】解:由y=elnx,得y′,
∴y′|x=e=1,可得曲线y=elnx在点(e,e)处的切线方程为y﹣e=1×(x﹣e),
即x﹣y=0.
又曲线y=elnx在点(e,e)处的切线与圆(x﹣a)2+y2=1相切,
∴,解得a.
故答案为:.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,训练了点到直线距离公式的应用,是中档题.
11.(2024秋 和平区校级期中)已知函数f(x)为偶函数,其图象在点(1,f(1))处的切线方程为x﹣2y+1=0,记f(x)的导函数为f′(x),则f′(﹣1)=  .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】方程思想;定义法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】.
【分析】由已知结合导数的几何性质求解即可.
【解答】解:∵f(x)为偶函数,∴f(x)=f(﹣x),
两边求导得,[f(x)]′=[f(﹣x)]′,则f′(x)=f′(﹣x) (﹣x),即f′(x)=﹣f′(﹣x).
又f(x)在(1,f(1))处的切线方程为:x﹣2y+1=0,∴.
可得.
故答案为:.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查运算求解能力,是基础题.
四.解答题(共4小题)
12.(2024秋 浦东新区期中)(1)设a、b为实数,比较a2+b2与2a﹣2b﹣2的值的大小;
(2)已知f(x)=3x2,求曲线y=f(x)在点P(﹣1,3)处的切线方程.
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程;不等式比较大小.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;不等式的解法及应用;运算求解.
【答案】(1)a2+b2≥2a﹣2b﹣2;(2)6x+y+3=0.
【分析】(1)应用作差法比较大小;
(2)利用导数几何意义求切线方程.
【解答】解:(1)a2+b2﹣(2a﹣2b﹣2)=a2+b2﹣2a+2b+2
=(a2﹣2a+1)+(b2+2b+1)=(a﹣1)2+(b+1)2≥0,
当且仅当a=1,b=﹣1时等号成立,
所以a2+b2≥2a﹣2b﹣2;
(2)函数f(x)=3x2,可得f(x)的导数为f′(x)=6x,则f′(﹣1)=﹣6,
因此,曲线y=3x2在点P(﹣1,3)处的切线斜率为﹣6,
于是,所求切线方程为y﹣3=﹣6(x+1),即6x+y+3=0.
【点评】本题考查不等式的性质和导数的运用,考查转化思想和方程思想、运算能力,属于基础题.
13.(2024秋 赣州期中)已知函数f(x)=ax2+bx+c是偶函数,且经过点(1,7),(3,﹣1).
(1)求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)设曲线y=f(x)在点(t,f(t))处的切线与x轴交于点A,与y轴交于点B,O为坐标原点,求S△OAB的最小值.
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】综合题;对应思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1)4x+y﹣12=0;
(2).
【分析】(1)由题意,根据偶函数及函数经过的点求解函数解析式;利用导数求解切线斜率,进而求解切线方程;
(2)首先借助导数求解切线方程,表示出A、B点的坐标,进而可得三角形面积表达式,然后分t>0及t<0两种情况分类讨论,借助导数求解面积的最小值即可.
【解答】解:(1)因为函数f(x)是偶函数,
所以f(﹣x)=f(x),
即a(﹣x)2+b(﹣x)+c=ax2+bx+c,
解得b=0,
又f(1)=a+c=7,f(3)=9a+c=﹣1,
解得:a=﹣1,c=8,
所以f(x)=﹣x2+8,
可得f′(x)=﹣2x.
此时f′(2)=﹣4,
又f(2)=4,
所以曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y﹣4=﹣4(x﹣2),
即4x+y﹣12=0;
(2)由(1)知f′(x)=﹣2x,
所以曲线y=f(x)在点(t,f(t))处的切线斜率是k=﹣2t,
又f(t)=8﹣t2,
所以切线方程为y﹣(8﹣t2)=﹣2t(x﹣t),
即2tx+y﹣(t2+8)=0,
此时,
则.
当t>0时,,
令,
可得,
当0<x时,g′(t)<0,g(t)单调递减;
当x时,g′(t)>0,g(t)单调递增,
所以;
当t<0时,,
设,
可得.
当时,h′(t)>0,h(t)单调递增;
当时,h′(t)<0,h(t)单调递减.
所以.
综上所述,当时,S△OAB的最小值为.
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性和最值,考查了逻辑推理、分类讨论和运算能力,属于中档题.
14.(2024 浦东新区校级模拟)设函数y=f(x)的定义域为开区间I,若存在x0∈I,使得y=f(x)在x=x0处的切线l与y=f(x)的图像只有唯一的公共点,则称y=f(x)为“L函数”,切线l为一条“L切线”.
(1)判断y=x﹣1是否是函数y=lnx的一条“L切线”,并说明理由;
(2)设g(x)=e2x﹣6x,求证:y=g(x)存在无穷多条“L切线”;
(3)设f(x)=x3+ax2+1(0<x<c),求证:对任意实数a和正数c,y=f(x)都是“L函数”.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】(1)是,理由见解析;
(2)证明见解析;
(3)证明见解析.
【分析】(1)记f(x)=lnx,设切点为(x1,lnx1),利用导数的几何意义求出x1,再证明直线y=x﹣1与f(x)=lnx的图象只有唯一的公共点,将y=x﹣1与函数y=lnx联立,得lnx﹣x+1=0,记n(x)=lnx﹣x+1,利用导数说明函数的单调性,即可得到方程的解.
(2)将点(x2,g(x2))处的切线l的方程与y=g(x)联立得g(x)﹣g(x2)=g′(x2)(x﹣x2),记h(x)=g(x)﹣g(x2)﹣g′(x2)(x﹣x2),利用导数说明函数h(x)存在唯一零点x2,即可得证;
(3)类似第(2)问的思路得到在(0,c)上有且仅有一解x0,则x0=﹣2x0﹣a∈(0,c)或,再分a≥0、a<0两种情况说明即可.
【解答】解:(1)记f(x)=lnx,则,设切点为(x1,lnx1),
由切线方程为y=x﹣1知f′(x1)=1,则,解得x1=1.
所以切点为(1,0),下面证明直线y=x﹣1与f(x)=lnx的图象只有唯一的公共点,
将y=x﹣1与函数y=lnx联立,得lnx﹣x+1=0.
记n(x)=lnx﹣x+1,则,
当x∈(0,1)时,n′(x)>0,当x∈(1,+∞)时,n′(x)<0,
故n(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,n(x)max=n(1)=0,
故函数n(x)=lnx﹣x+1只有一个零点x=1,故y=x﹣1是一条“L切线”;
(2)证明:因为g(x)=e2x﹣6x,所以g′(x)=2e2x﹣6,
则点(x2,g(x2))处的切线l方程为y﹣g(x2)=g′(x2)(x﹣x2),
将点(x2,g(x2))处的切线l的方程与y=g(x)联立得g(x)﹣g(x2)=g′(x2)(x﹣x2),
记h(x)=g(x)﹣g(x2)﹣g′(x2)(x﹣x2),
则直线l为“L切线” 函数h(x)有且仅有一个零点x2(此时,一个x2对应一条“L切线”),显然x2是h(x)的零点,
故只要h(x)没其它零点,此时,
当x<x2时,h′′(x)<0,当x>x2时,h′(x)>0,
则h(x)在(﹣∞,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增,
故此时x2为h(x)唯一的极小值点(也是最小值点),而h(x2)=0,
故h(x)无其他零点,故直线l为“L切线”,因为x2的任意性,
故函数y=g(x)存在无穷多条“L切线”,
(3)证明:因为f(x)=x3+ax2+1(x∈(0,c)),则f′(x)=3x2+2ax,
设点Q(x0,y0)在函数y=f(x)的图象上,
则点Q的切线为l:y﹣f(x0)=f′(x0)(x﹣x0),与y=f(x)联立得:
f(x)﹣f(x0)=f′(x0)(x﹣x0)

由题意得直线l为“L切线”,故方程(*)在(0,c)上有且仅有一解x0,
则x0=﹣2x0﹣a∈(0,c)或,
若a<0,则(此时只有一条“L切线”,切点的横坐标为),
或(此时有无数条“L切线”,切点横坐标为(0,c)上的任意值),
若a≥0,则x0∈(0,c)是方程(*)的唯一解(此时有无数条“L切线”,切点横坐标为(0,c)上的任意值).
综上,a∈R,即证.
【点评】本题主要考查导数知识的综合应用,考查计算能力,属于中档题.
15.(2024秋 大连期中)已知函数f(x)=x3﹣3x2+bx+c在x=0时取得极大值1.
(1)求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程;
(2)求过点(0,2)与曲线y=f(x)相切的直线方程.
【考点】利用导数求解曲线在某点上的切线方程.
【专题】方程思想;数学模型法;导数的概念及应用;运算求解.
【答案】(1)9x﹣y﹣26=0;
(2)3x+y﹣2=0或15x﹣4y+8=0.
【分析】(1)根据题意结合导数与极值的关系求b,c,再根据导数的几何意义求切线方程.
(2)先设切点坐标,根据导数的几何意义求切线方程,根据题意列式求解x0,进而可得结果.
【解答】解:(1)由f(x)=x3﹣3x2+3bx+c,得f′(x)=3x2﹣6x+3b,
依题意得,,解得,
可得f(x)=x3﹣3x2+1,f′(x)=3x2﹣6x,
验证b=0,c=1时,f(x)在x=0处取得极大值1,符合题意.
∴f(3)=1,f′(3)=9,即切点坐标为(3,1),切线斜率k=9,
∴曲线y=f(x)在(3,f(3))处的切线方程为y﹣1=9(x﹣3),即9x﹣y﹣26=0;
(2)由(1)得:f(x)=x3﹣3x2+1,f′(x)=3x2﹣6x,
设切点坐标为,切线斜率,
则切线方程为,
把点(0,2)代入,
得,
整理得,解得x0=1或.
所以切线方程为y+1=﹣3(x﹣1)或,即3x+y﹣2=0或15x﹣4y+8=0.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查运算求解能力,是中档题.
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