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一、导数的几何意义和物理意义

小题

(一)求某点的切线和法线

  1. 【1987-3-3 分】 曲线 y=arctanx\displaystyle y=\arctan x 在横坐标为1\displaystyle 1点处的切线方程为____,法线方程为____。

  2. 【1988-3-4 分】 f(x)=13x3+12x2+6x+1\displaystyle f(x)=\dfrac{1}{3} x^{3}+\dfrac{1}{2} x^{2}+6 x+1 的图形在点(0,1)\displaystyle (0,1)处切线与x\displaystyle x轴交点的坐标是( )。 A. (16,0)\displaystyle \left(-\dfrac{1}{6}, 0\right) B. (1,0)\displaystyle (-1,0) C. (16,0)\displaystyle \left(\dfrac{1}{6}, 0\right) D. (1,0)\displaystyle (1,0)

  3. 【1989-3-3 分】 曲线 y=0x(t1)(t2)dt\displaystyle y=\int_{0}^{x}(t-1)(t-2) d t 在点(0,0)\displaystyle (0,0)处的切线方程是____。

  4. 【1990-3-3 分】 曲线

{x=cos3ty=sin3t\begin{cases}x=\cos^{3} t\\ y=\sin^{3} t \end{cases}

上对应 t=π6\displaystyle t=\dfrac{\pi}{6} 点处的法线方程是____。

  1. 【1995-45-3 分】f(x)\displaystyle f(x) 为可导函数,且满足条件 limx0f(1)f(1x)2=1\displaystyle \lim\limits_{x \to 0} \dfrac{f(1)-f(1-x)}{2}=-1,则曲线 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 在点 (1,f(1))\displaystyle (1,f(1)) 处的切线斜率为( )。 A. 2\displaystyle 2    B. 1\displaystyle -1    C. 12\displaystyle \dfrac{1}{2}    D. 2\displaystyle -2

  2. 【1995-3-3 分】 曲线

{x=1+t2y=t3\begin{cases}x=1+t^{2}\\ y=t^{3} \end{cases}

t=2\displaystyle t=2 处的切线方程为____。

  1. 【1996-4-3 分】(x0,y0)\displaystyle (x_0,y_0) 是抛物线 y=ax2+bx+c\displaystyle y=ax^2+bx+c 上的一点,若在该点的切线过原点,则系数 a,b,c\displaystyle a,b,c 应满足的关系是____。

  2. 【1997-1-3 分】 对数螺线 ρ=eθ\displaystyle \rho=e^{\theta} 在点 (ρ,θ)=(eπ2,π2)\displaystyle (\rho,\theta)=(e^{\frac{\pi}{2}},\dfrac{\pi}{2}) 处切线的直角坐标方程为____。

  3. 【1998-34-3 分】 设曲线 f(x)=xn\displaystyle f(x)=x^n 在点(1,1)\displaystyle (1,1)处的切线与x\displaystyle x轴的交点为(ξn,0)\displaystyle (\xi_n,0),则 limnf(ξn)=\displaystyle \lim\limits_{n \to \infty}f(\xi_n)=____。

  4. 【1999-2-3 分】 曲线

{x=etsin2ty=etcost\begin{cases}x=e^{t}\sin2t\\ y=e^{t}\cos t \end{cases}

在点(0,1)\displaystyle (0,1)处的法线方程为____。

  1. 【2001-2-3 分】 设函数 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 由方程 e2x+ycos(xy)=e1\displaystyle e^{2x+y}-\cos(xy)=e-1 所确定,则曲线 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 在点(0,1)\displaystyle (0,1)处的法线方程为____。

  2. 【2003-2-4 分】 设函数 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 由方程 xy+2lnx=y4\displaystyle xy+2\ln x=y^4 所确定,则曲线 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 在点(1,1)\displaystyle (1,1)处的切线方程是____。

  3. 【2004-1-4 分】 曲线 y=lnx\displaystyle y=\ln x 上与直线 x+y=1\displaystyle x+y=1 垂直的切线方程为____。

  4. 【2005-2-4 分】 设函数由参数方程

{x=t2+2ty=ln(1+t)\begin{cases}x=t^{2}+2 t\\ y=\ln (1+t)\end{cases}

确定,则曲线 y=y(x)\displaystyle y=y(x)x=3\displaystyle x=3 处的法线与x\displaystyle x轴交点的横坐标是( )。 A. 18ln2+3\displaystyle \dfrac{1}{8}\ln2+3    B. 18ln2+3\displaystyle -\dfrac{1}{8}\ln2+3 C. 8ln2+3\displaystyle -8\ln2+3    D. 8ln2+3\displaystyle 8\ln2+3

  1. 【2007-2-4 分】 曲线
{x=cost+cos2ty=1+sint\begin{cases}x=\cos t+\cos^2 t\\ y=1+\sin t\end{cases}

上对应于 t=π4\displaystyle t=\dfrac{\pi}{4} 点处的法线斜率为____。

  1. 【2008-4-4 分】 已知 limx0f(x)x=2\displaystyle \lim\limits_{x \to 0}\dfrac{f(x)}{x}=2,则 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 上对应 x=0\displaystyle x=0 处的切线方程____。

  2. 【2008-12-4 分】 曲线 sin(xy)+ln(yx)=x\displaystyle \sin(xy)+\ln(y-x)=x 在点(0,1)\displaystyle (0,1)处的切线方程为____。

  3. 【2009-2-4 分】 曲线

{x=01teu2duy=t2ln(2t2)\begin{cases}x=\int_{0}^{1-t} e^{-u^{2}} \mathrm{d} u\\ y=t^{2}\ln(2-t^{2}) \end{cases}

(0,0)\displaystyle (0,0)处的切线方程为____。

  1. 【2011-3-4 分】 曲线 tan(x+y+π4)=ey\displaystyle \tan\left(x+y+\dfrac{\pi}{4}\right)=e^y 在点(0,0)\displaystyle (0,0)处的切线方程为____。

  2. 【2013-2-4 分】 曲线

{x=arctanty=ln1+t2\begin{cases}x=\arctan t\\ y=\ln\sqrt{1+t^2} \end{cases}

上对应于 t=1\displaystyle t=1 的点处的法线方程为____。

  1. 【2014-2-4 分】 曲线L\displaystyle L的极坐标方程是 r=θ\displaystyle r=\theta,则L\displaystyle L在点(r,θ)=(π2,π2)\displaystyle (r,\theta)=\left(\dfrac{\pi}{2},\dfrac{\pi}{2}\right)的切线的直角坐标方程是____。

  2. 【2018-23-4 分】 曲线 y=x2+2lnx\displaystyle y=x^2+2\ln x 在其拐点处的切线方程是____。

  3. 【2019-2-4 分】 曲线

{x=tsinty=1cost\begin{cases}x=t-\sin t\\ y=1-\cos t \end{cases}

t=32π\displaystyle t=\dfrac{3}{2}\pi 对应点处的切线在y\displaystyle y轴上的截距为____。

  1. 【2020-3-4 分】 曲线 x+y+e2xy=0\displaystyle x+y+e^{2xy}=0 在点(0,1)\displaystyle (0,-1)处的切线方程为____。

  2. 【2023-2-5 分】 曲线 3x3=y5+2y3\displaystyle 3x^3=y^5+2y^3x=1\displaystyle x=1对应点处的法线斜率为____。

(二)相切的充要条件

  1. 【1991-45-3 分】 设曲线 f(x)=x3+ax\displaystyle f(x)=x^3+axg(x)=bx2+c\displaystyle g(x)=bx^2+c 都通过点(1,0)\displaystyle (-1,0),且在点(1,0)\displaystyle (-1,0)有公共切线,则( )。 A. a=0,b=2\displaystyle a=0,b=-2    B. a=1,b=3\displaystyle a=1,b=-3 C. a=3,b=1\displaystyle a=-3,b=1    D. a=1,b=1\displaystyle a=-1,b=-1

  2. 【1991-3-3 分】 若曲线 y=x2+ax+b\displaystyle y=x^2+ax+b2y=1+xy3\displaystyle 2y=-1+xy^3(1,1)\displaystyle (1,-1)点相切,其中a,b\displaystyle a,b是常数,则( )。 A. a=0,b=2\displaystyle a=0,b=-2    B. a=1,b=3\displaystyle a=1,b=-3 C. a=3,b=1\displaystyle a=-3,b=1    D. a=1,b=1\displaystyle a=-1,b=-1

  3. 【2003-3-4 分】 已知曲线 y=x33a2x+b\displaystyle y=x^3-3a^2x+bx\displaystyle x轴相切,则 b2=\displaystyle b^2=____(用a\displaystyle a表示)。

  4. 【2010-2-4 分】 曲线 y=x2\displaystyle y=x^2 与曲线 y=alnx(a0)\displaystyle y=a\ln x(a\neq0) 相切,则 a=\displaystyle a=( )。 A. 4e\displaystyle 4e    B. 3\displaystyle 3e    C. 2e\displaystyle 2e    D. e\displaystyle e

  5. 【2013-3-4 分】 设曲线 y=f(x)\displaystyle y=f(x)y=x2x\displaystyle y=x^2-x 在点(1,0)\displaystyle (1,0)处有公共切线,则 limnnf(nn+2)=\displaystyle \lim\limits_{n \to \infty}nf\left(\dfrac{n}{n+2}\right)=____。

(三)导数的物理应用(数一、数二)

  1. 【1991-3-3 分】 质点以速度 tsin(t2)\displaystyle t\sin(t^2) 米/秒作直线运动,则从时刻 t1=π2\displaystyle t_1=\sqrt{\frac{\pi}{2}} 秒到 t2=π\displaystyle t_2=\sqrt{\pi} 秒内质点所经过的路程等于____米。

  2. 【2010-2-4 分】 已知一个长方形的长l\displaystyle l2cm/s\displaystyle 2\mathrm{cm/s}的速率增加,宽w\displaystyle w3cm/s\displaystyle 3\mathrm{cm/s}的速率增加。则当 l=12cm,w=5cm\displaystyle l=12\mathrm{cm},w=5\mathrm{cm} 时,它的对角线增加的速率为____。

  3. 【2016-2-4 分】 已知动点P\displaystyle P在曲线y=x3\displaystyle y=x^3上运动,记坐标原点与点P\displaystyle P间的距离为l\displaystyle l。若点P\displaystyle P的横坐标对时间的变化率为常数v0\displaystyle v_0,则当点P\displaystyle P运动到点(1,1)\displaystyle (1,1)时,l\displaystyle l对时间的变化率是____。

  4. 【2021-2-5 分】 有一圆柱体底面半径与高随时间变化的速率分别为2cm/s,3cm/s\displaystyle 2\mathrm{cm/s},-3\mathrm{cm/s},当底面半径为10cm\displaystyle 10\mathrm{cm},高为5cm\displaystyle 5\mathrm{cm}时,圆柱体的体积与表面积随时间变化的速率分别为( )。 A. 125πcm3/s,40πcm2/s\displaystyle 125\pi \mathrm{cm^3/s},40\pi \mathrm{cm^2/s} B. 125πcm3/s,40πcm2/s\displaystyle 125\pi \mathrm{cm^3/s},-40\pi \mathrm{cm^2/s} C. 100πcm3/s,40πcm2/s\displaystyle -100\pi \mathrm{cm^3/s},40\pi \mathrm{cm^2/s} D. 100πcm3/s,40πcm2/s\displaystyle -100\pi \mathrm{cm^3/s},-40\pi \mathrm{cm^2/s}

(四)曲率(数一、数二)

  1. 【2009-2-4 分】f(x)\displaystyle f''(x)不变号,且曲线y=f(x)\displaystyle y=f(x)在点(1,1)\displaystyle (1,1)处的曲率圆为x2+y2=2\displaystyle x^2+y^2=2,则函数f(x)\displaystyle f(x)在区间(1,2)\displaystyle (1,2)内( )。 A. 有极值点,无零点    B. 无极值点,有零点 C. 有极值点,有零点    D. 无极值点,无零点

  2. 【2012-2-4 分】 曲线 y=x2+x(x<0)\displaystyle y=x^2+x(x<0) 上曲率为22\displaystyle \dfrac{\sqrt2}{2}的点的坐标是____。

  3. 【2014-2-4 分】 曲线

{x=t2+7y=t2+4t+1\begin{cases}x=t^2+7\\ y=t^2+4t+1 \end{cases}

上对应于t=1\displaystyle t=1的点处的曲率半径是( )。 A. 1050\displaystyle \dfrac{\sqrt{10}}{50} B. 10100\displaystyle \dfrac{\sqrt{10}}{100} C. 1010\displaystyle 10\sqrt{10} D. 510\displaystyle 5\sqrt{10}

  1. 【2016-2-4 分】 设函数fi(x)(i=1,2)\displaystyle f_i(x)(i=1,2)具有二阶连续导数,且fi(x0)<0\displaystyle f_i''(x_0)<0,若两条曲线y=fi(x)\displaystyle y=f_i(x)在点(x0,y0)\displaystyle (x_0,y_0)处具有公切线y=g(x)\displaystyle y=g(x),且在该点处曲线y=f1(x)\displaystyle y=f_1(x)的曲率大于曲线y=f2(x)\displaystyle y=f_2(x)的曲率,则在x0\displaystyle x_0的某个邻域内,有( )。 A. f1(x)f2(x)g(x)\displaystyle f_1(x)\le f_2(x)\le g(x) B. f2(x)f1(x)g(x)\displaystyle f_2(x)\le f_1(x)\le g(x) C. f1(x)g(x)f2(x)\displaystyle f_1(x)\le g(x)\le f_2(x) D. f2(x)g(x)f1(x)\displaystyle f_2(x)\le g(x)\le f_1(x)

  2. 【2018-2-4 分】 曲线

{x=cos3ty=sin3t\begin{cases}x=\cos^3 t\\ y=\sin^3 t \end{cases}

t=π4\displaystyle t=\dfrac{\pi}{4} 对应点处的曲率为____。

  1. 【2019-2-4 分】f(x),g(x)\displaystyle f(x),g(x)2\displaystyle 2阶导函数在x=a\displaystyle x=a处连续,则limxaf(x)g(x)(xa)2=0\displaystyle \lim\limits_{x \to a}\dfrac{f(x)-g(x)}{(x-a)^2}=0是两条曲线在x=a\displaystyle x=a处相切且曲率相等的( )。 A. 充分不必要    B. 充分必要    C. 必要不充分    D. 既不充分也不必要

  2. 【2024-2-5 分】 曲线y2=x\displaystyle y^2=x在点(0,0)\displaystyle (0,0)处的曲率圆方程为____。

大题

(一)求某点的切线和法线

  1. 【1992-5-7 分】 给定曲线 y=1x2\displaystyle y=\dfrac{1}{x^{2}} (1) 求曲线在横坐标为 x0\displaystyle x_0 的点处的切线方程; (2) 求曲线的切线被两坐标轴所截线段的最短。

  2. 【2000-2-7 分】 已知 f(x)\displaystyle f(x) 是周期为5\displaystyle 5的连续函数,它在x=0\displaystyle x=0的某个邻域内满足关系式 f(1+sinx)3f(1sinx)=8x+α(x)\displaystyle f(1+\sin x)-3f(1-\sin x)=8x+\alpha(x),其中 α(x)\displaystyle \alpha(x) 是当 x0\displaystyle x \to 0 时比 x\displaystyle x 高阶的无穷小,且 f(x)\displaystyle f(x)x=1\displaystyle x=1 处可导,求曲线 y=f(x)\displaystyle y=f(x) 在点 (6,f(6))\displaystyle (6,f(6)) 处的切线方程。

  3. 【2002-2-6 分】 已知曲线的极坐标方程是 r=1cosθ\displaystyle r=1-\cos\theta,求该曲线上对应于 θ=π6\displaystyle \theta=\dfrac{\pi}{6} 处的切线与法线的直角坐标方程。

(二)相切的充要条件

  1. 【2002-1-7 分】 已知两曲线 y=f(x)\displaystyle y=f(x)y=0arctanxet2dt\displaystyle y=\int_{0}^{\arctan x}e^{-t^2}\mathrm{d}t 在点(0,0)\displaystyle (0,0)处的切线相同,写出此切线方程,并求极限 limnnf(2n)\displaystyle \lim\limits_{n \to \infty}nf\left(\dfrac{2}{n}\right)

(三)导数的物理应用(数一、数二)

  1. 【2001-2-7 分】 一个半球体状的雪堆,其体积融化的速率与半球面面积S\displaystyle S成正比,比例常数K>0\displaystyle K>0。假设在融化过程中雪堆始终保持半球体状,已知半径为r0\displaystyle r_0的雪堆在开始融化的3\displaystyle 3小时内,融化了其体积的78\displaystyle \dfrac{7}{8},问雪堆全部融化需要多少小时。

  2. 【2018-2-11 分】 已知曲线L:y=49x2(x0)\displaystyle L:y=\dfrac{4}{9}x^2(x\ge0),点O(0,0)\displaystyle O(0,0),点A(0,1)\displaystyle A(0,1)。设P\displaystyle PL\displaystyle L上的动点,S\displaystyle S是直线OA\displaystyle OA与直线AP\displaystyle AP及曲线L\displaystyle L所围图形的面积。若P\displaystyle P运动到点(3,4)\displaystyle (3,4)时沿x\displaystyle x轴正方向的速度是4\displaystyle 4,求此时S\displaystyle S关于时间t\displaystyle t的变化率。