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第26练 导数的概念
一、选择题
1.甲、乙两人走过的路程s1(t),s2(t)与时间t的关系如图,则在[0,t0]这个时间段内,甲、乙两人的平均速度v甲,v乙的关系是( )
A.v甲>v乙 B.v甲<v乙
C.v甲=v乙 D.大小关系不确定
答案 B
解析 设直线AC,BC的斜率分别为kAC,kBC,
由平均变化率的几何意义知,s1(t)在[0,t0]上的平均变化率v甲=kAC,
s2(t)在[0,t0]上的平均变化率v乙=kBC.
因为kAC<kBC,所以v甲<v乙.
2.一物体的运动满足曲线方程s(t)=4t2+2t-3,且s′(5)=42 m/s,其实际意义是( )
A.物体5 s内共走过42 m
B.物体每5 s运动42 m
C.物体从开始运动到第5 s运动的平均速度是42 m/s
D.物体在t=5 s时的瞬时速度为42 m/s
答案 D
解析 由导数的物理意义知,s′(5)=42 m/s表示物体在t=5 s时的瞬时速度.
3.已知某物体的运动方程是s(t)=t+eq \f(1,9)t3(s的单位:m,t的单位:s),则当t=3 s时的瞬时速度为( )
A.4 m/s
B.2 m/s
C.1 m/s
D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(4+Δt+\f(1,9)?Δt?2)) m/s
答案 A
解析 eq \f(s?3+Δt?-s?3?,Δt)
=eq \f(?3+Δt?+\f(1,9)?3+Δt?3-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3+\f(1,9)×33)),Δt)
=4+Δt+eq \f(1,9)(Δt)2,
当Δt无限趋近于0时,4+Δt+eq \f(1,9)(Δt)2无限趋近于4,
所以当t=3 s时的瞬时速度为4 m/s.
4.曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为x+2y-3=0,那么( )
A.f′(x0)>0 B.f′(x0)<0
C.f′(x0)=0 D.f′(x0)不存在
答案 B
解析 根据导数的几何意义,f(x)在x0处的导数,
即f(x)在x0处切线的斜率,故f′(x0)=-eq \f(1,2)<0.
5.(多选)已知函数f(x)的图象如图所示,f′(x)是f(x)的导函数,则下列数值的排序正确的是( )
A.f′(3)<f′(2)
B.f′(3)<f(3)-f(2)
C.f′(2)<f(3)-f(2)
D.f(3)-f(2)<0
答案 AB
解析 由函数的图象可知函数f(x)是单调递增的,所以函数图象上任意一点处的导函数值都大于零,并且由图象可知,函数图象在x=2处的切线斜率k1大于在x=3处的切线斜率k2,所以f′(2)>f′(3).记A(2,f(2)),B(3,f(3)),作直线AB,则直线AB的斜率k=eq \f(f?3?-f?2?,3-2)=f(3)-f(2),由函数图象,可知k1>k>k2>0,即f′(2)>f(3)-f(2)>f′(3)>0.
二、填空题
6.函数y=x2在区间[1,2]上的平均变化率为______.
答案 3
解析 函数y=x2在区间[1,2]上的平均变化率为eq \f(22-12,2-1)=3.
7.若f′(x0)=2,则eq \o(lim,\s\do4(Δx→0)) eq \f(f?x0?-f?x0+Δx?,2Δx)=________.
答案 -1
解析 eq \o(lim,\s\do4(Δx→0)) eq \f(f?x0?-f?x0+Δx?,2Δx)
=-eq \f(1,2)eq \o(lim,\s\do4(Δx→0)) eq \f(f?x0+Δx?-f?x0?,Δx)
=-eq \f(1,2)?f′(x0)=-1.
8.已知f(x)=x2+ax,f′(1)=4,则实数a的值为________.
答案 2
解析 由导数定义可求得f′(x)=2x+a,
依题意可知f′(1)=2+a=4,a=2.
9.已知f(x)=x2,则曲线y=f(x)在点(2,4)处的切线方程为________________.
答案 4x-y-4=0
解析 由导数定义知,f′(x)=2x,则f′(2)=4,
∴曲线y=f(x)在点(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),整理得4x-y-4=0.
三、解答题
10.已知函数f(x)=3x2+5,求f(x):
(1)从0.1到0.2的平均变化率;
(2)在0.2处的瞬时变化率.
解 (1)因为f(x)=3x2+5,
所以从0.1到0.2的平均变化率为
eq \f(3×0.22+5-3×0.12-5,0.2-0.1)=0.9.
(2)f(x0+Δx)-f(x0)=3(x0+Δx)2+5-(3xeq \o\al(2,0)+5)
=3xeq \o\
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