2022年高中数学选修全套知识点及练习答案解析 .pdf
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1、选修 2-2 知识点及习题答案解析导数及其应用一.导数概念的引入1.导数的物理意义:瞬时速率。一般的,函数( )yf x在0 xx处的瞬时变化率是000()()limxf xxf xx,我 们 称它 为 函 数( )yf x在0 xx处 的 导 数 , 记 作0()fx或0|xxy, 即0()fx=000()()limxf xxf xx2.导数的几何意义:曲线的切线 .通过图像 ,我们可以看出当点nP趋近于P时,直线PT与曲线相切。容易知道,割线nPP的斜率是00()()nnnf xf xkxx,当点nP趋近于P时,函数( )yf x在0 xx处的导数就是切线PT 的斜率k,即0000()()
2、lim()nxnf xf xkfxxx3.导函数: 当 x 变化时,( )fx便是 x 的一个函数,我们称它为( )f x的导函数 . ( )yf x的导函数有时也记作y,即0()( )( )limxf xxf xfxx二.导数的计算基本初等函数的导数公式: 1 若( )f xc(c 为常数 ),则( )0fx;2 若( )f xx,则1( )fxx; 3 若( )sinf xx,则( )cosfxx4 若( )cosf xx,则( )sinfxx; 5 若( )xf xa,则( )lnxfxaa6 若( )xf xe,则( )xfxe7 若( )logxaf x,则1( )lnfxxa8 若
3、( )lnf xx,则1( )fxx导数的运算法则1. ( )( )( )( )f xg xfxgx2. ( )( )( )( )( )( )f xg xfxg xf xgx3. 2( )( )( )( )( )( ) ( )f xfxg xf xgxg xg x复合函数求导( )yf u和( )ug x,称则y可以表示成为x的函数 ,即( ( )yf g x为一个复合函数( )( )yfg xg x三.导数在研究函数中的应用1.函数的单调性与导数: 一般的 ,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间( , )a b内名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
4、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 27 页 - - - - - - - - - (1)如果( )0fx,那么函数( )yf x在这个区间单调递增;(2)如果( )0fx,那么函数( )yf x在这个区间单调递减 . 2.函数的极值与导数极值反映的是函数在某一点附近的大小情况. 求函数( )yf x的极值的方法是:(1)如果在0 x附近的左侧( )0fx,右侧( )0fx,那么0()f x是极大值(2)如果在0 x附近的左侧( )0fx,右侧( )0fx,那么0()f x是极小值 ; 4.函数的最大 (小)值与导数求函数( )
5、yf x在,a b上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数( )yf x在( , )a b内的极值;(2)将函数( )yf x的各极值与端点处的函数值( )fa,( )f b比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值 . 推理与证明考点一合情推理与类比推理根据一类事物的部分对象具有某种性质,退出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理,叫做归纳推理,归纳是从特殊到一般的过程,它属于合情推理根据两类不同事物之间具有某些类似(或一致 )性,推测其中一类事物具有与另外一类事物类似的性质的推理 ,叫做类比推理 . 类比推理的一般步骤: (1)找出两类事物的相似性或一致性; (2)用一类事物的性质去推测另
6、一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想 ); (3)一般的 ,事物之间的各个性质并不是孤立存在的,而是相互制约的.如果两个事物在某些性质上相同或相似 ,那么他们在另一写性质上也可能相同或类似,类比的结论可能是真的. (4)一般情况下 ,如果类比的相似性越多,相似的性质与推测的性质之间越相关,那么类比得出的命题越可靠 . 考点二演绎推理 (俗称三段论 ) 由一般性的命题推出特殊命题的过程,这种推理称为演绎推理. 考点三数学归纳法1.它是一个递推的数学论证方法. 2.步骤 :A.命题在 n=1(或0n)时成立,这是递推的基础;B.假设在 n=k 时命题成立;C.证明 n=k+1 时命题也成立 ,
7、 完成这两步 ,就可以断定对任何自然数(或 n=0n,且nN)结论都成立。考点三证明1.反证法 : 2、分析法 : 3、综合法 : 数系的扩充和复数的概念复数的概念(1)复数 :形如(,)abi aR bR的数叫做复数,a和b分别叫它的实部和虚部. (2)分类 :复数(,)abi aR bR中,当0b,就是实数 ; 0b,叫做虚数 ;当0,0ab时,叫做纯虚数 .(3)复数相等 :如果两个复数实部相等且虚部相等就说这两个复数相等.(4)共轭复数 :当两个复数实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数互为共轭复数.(5)复平面 :建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x 轴叫做实轴, y 轴除去
8、原点的部分叫做虚轴。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 27 页 - - - - - - - - - (6)两个实数可以比较大小,但两个复数如果不全是实数就不能比较大小。复数的运算1.复数的加,减,乘,除按以下法则进行设12,( , , ,)zabi zcdi a b c dR则( 1 )12()()zzacbd i( 2 )12()()zzacbdadbc i( 3 )12222()()(0)zacbdadbc izzcd2,几个重要的结论(1) 22221
9、21212|2(| )zzzzzz(2) 22|zzzz(3)若z为虚数 ,则22|zz3.运算律(1) mnm nzzz;(2) ()mnmnzz;(3)1212()(,)nnnzzzzm nR4.关于虚数单位i 的一些固定结论:(1)21i(2)3ii(3)41i(2)2340nnnniiii练习一组一、选择题1在平均变化率的定义中,自变量x 在 x0处的增量 x() A大于零B小于零C等于零D不等于零答案 D 解析 x 可正,可负,但不为0,故应选 D. 2设函数yf(x),当自变量x 由 x0变化到 x0 x 时,函数的改变量 y 为() Af(x0 x) Bf(x0) xCf(x0)
10、 xDf(x0 x)f(x0) 答案 D 解析 由定义,函数值的改变量 yf(x0 x) f(x0),故应选 D. 3已知函数f(x)x2x,则 f(x)从 1 到0.9 的平均变化率为() A3 B0.29 C2.09 D2.9 答案 D 解析 f(1) (1)2(1) 2. f(0.9) (0.9)2(0.9) 1.71. 平均变化率为f(0.9)f(1)0.9(1)1.71(2)0.12.9,故应选D. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 27 页 -
11、- - - - - - - - 4已知函数f(x)x24 上两点 A,B,xA1,xB1.3,则直线AB 的斜率为 () A2 B2.3 C2.09 D2.1 答案 B 解析 f(1)5,f(1.3)5.69. kABf(1.3)f(1)1.315.6950.32.3,故应选 B. 5已知函数f(x)x22x,函数 f(x)从 2 到 2 x 的平均变化率为() A2 xB 2 xC2 xD( x)22x答案 B 解析 f(2) 22220,f(2 x) (2 x)22(2 x) 2 x( x)2,f(2 x)f(2)2 x2 2 x,故应选 B. 6已知函数yx21 的图象上一点 (1,2)
12、及邻近一点 (1 x,2 y),则 y x等于 () A2 B2xC2 xD2( x)2答案 C 解析 y xf(1 x)f(1) x(1 x)212x2 x.故应选 C. 7质点运动规律S(t)t23,则从 3 到 3.3 内,质点运动的平均速度为() A6.3 B36.3 C3.3 D9.3 答案 A 解析 S(3)12,S(3.3)13.89,平均速度v S(3.3) S(3)3.331.890.36.3,故应选A. 8在 x1 附近,取 x0.3,在四个函数yx、 yx2、 yx3、 y1x中,平均变化率最大的是() AB名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
13、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 27 页 - - - - - - - - - CD答案 B 解析 x0.3 时, yx 在 x1 附近的平均变化率k11;yx2在 x1 附近的平均变化率k22 x2.3;yx3在 x1 附近的平均变化率k333 x( x)23.99;y1x在 x1 附近的平均变化率k411 x1013.k3k2k1k4,故应选B. 9物体做直线运动所经过的路程s 可以表示为时间t 的函数 ss(t),则物体在时间间隔t0,t0 t内的平均速度是() Av0B. ts(t0 t)s(t0)C.s(t0
14、t)s(t0) tD.s(t)t答案 C 解析 由平均变化率的概念知C 正确,故应选C. 10已知曲线 y14x2和这条曲线上的一点P 1,14,Q 是曲线上点P 附近的一点, 则点Q 的坐标为 () A. 1 x,14( x)2B. x,14( x)2C. 1 x,14( x1)2D. x,14(1 x)2答案 C 解析 点 Q 的横坐标应为1 x,所以其纵坐标为f(1 x)14( x1)2,故应选C. 二、填空题11已知函数yx32,当 x2 时, y x_. 答案 ( x)26x12 解析 y x(2 x)32(232) x( x)36( x)212x x( x)26x12. 12在 x
15、2 附近, x14时,函数 y1x的平均变化率为_答案 29名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 27 页 - - - - - - - - - 解析 y x12 x12 x142 x29. 13函数 yx在 x1附近,当 x12时的平均变化率为_答案 62 解析 y x1 x1 x11 x162. 14已知曲线yx21 上两点 A(2,3),B(2 x,3 y),当 x1 时,割线AB 的斜率是_;当 x0.1 时,割线 AB 的斜率是 _答案 54.1 解析
16、当 x1 时,割线 AB 的斜率k1 y x(2 x)21221 x(21)22215. 当 x0.1 时,割线 AB 的斜率k2 y x(20.1)212210.14.1. 三、解答题15已知函数f(x)2x1,g(x)2x,分别计算在区间3, 1,0,5上函数f(x)及 g(x)的平均变化率解析 函数 f(x)在3,1 上的平均变化率为f(1)f(3)1(3)2(1)12(3)122. 函数 f(x)在0,5上的平均变化率为f(5)f(0)502. 函数 g(x)在3, 1上的平均变化率为g(1)g(3)1(3)2. 函数 g(x)在0,5上的平均变化率为g(5) g(0)5 0 2. 1
17、6过曲线 f(x)2x2的图象上两点A(1,2),B(1 x,2 y)作曲线的割线AB,求出当 x14时割线的斜率解析 割线 AB 的斜率 k(2 y)2(1 x)1 y x名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 27 页 - - - - - - - - - 2(1 x)22 x2( x2)(1 x)27225. 17求函数 yx2在 x1、2、3 附近的平均变化率,判断哪一点附近平均变化率最大?解析 在 x2 附近的平均变化率为k1f(1 x)f(1) x(1
18、x)21x2 x;在 x2 附近的平均变化率为k2f(2 x)f(2) x(2 x)222 x4 x;在 x3 附近的平均变化率为k3f(3 x)f(3) x(3 x)232 x6 x. 对任意 x 有, k1k2k3,在 x3 附近的平均变化率最大18路灯距地面8m,一个身高为1.6m 的人以 84m/min 的速度在地面上从路灯在地面上的射影点C 处沿直线离开路灯(1)求身影的长度y 与人距路灯的距离x 之间的关系式;(2)求人离开路灯的第一个10s 内身影的平均变化率解析 (1)如图所示,设人从C 点运动到 B处的路程为xm,AB 为身影长度,AB 的长度为 ym,由于 CDBE,则AB
19、ACBECD,即yyx1.68,所以 yf(x)14x. (2)84m/min 1.4m/s,在 0,10内自变量的增量为x2x1 1.4101.4014,f(x2)f(x1)141414072. 所以f(x2)f(x1)x2x1721414. 即人离开路灯的第一个10s内身影的平均变化率为14. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 27 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
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