第三章 导数及其应用 3.1 变化率与导数 3.1.1 变化率问题 3.1.2 导数的概念
A级 基础巩固
一、选择题
1.设函数y=f(x),当自变量由x0变到x0+Δx时,函数值的改变量Δy为( )
A.f(x0+Δx) C.f(x0)Δx
B.f(x0)+Δx D.f(x0+Δx)-f(x0)
解析:函数值的改变量为f(x0+Δx)-f(x0),所以Δy=f(x0+Δx)-f(x0).
答案:D
2.如果函数y=ax+b在区间[1,2]上的平均变化率为3,则a=( )
A.-3 B.2 C.3 D.-2
Δy(2a+b)-(a+b)
解析:根据平均变化率的定义,可知=Δx2-1=a=3.
答案:C
3.一直线运动的物体,从时间t到t+Δt时,物体的位移为Δs,
1
则
Δs 为( ) Δt
A. 从时间t到t+Δt一段时间内物体的平均速度 B.在t时刻时该物体的瞬时速度 C.当时间为Δt时物体的速度 D.在时间t+Δt时刻物体的瞬时速度 解析:由瞬时速度的求法可知,
Δs
表示在t时刻时该物体Δt
的瞬时速度.
答案:B
4.函数f(x)在x0处可导,则A.与x0、h都有关
B.仅与x0有关,而与h无关 C.仅与h有关,而与x0无关 D.与x0、h均无关 解析:因为f′(x0)=
f(x0+h)-f(x0) ,
h
f(x0+h)-f(x0) ( )
h
所以 f′(x0)仅与x0有关,与h无关. 答案:B
5.已知f(x)=x2-3x,则f′(0)=( ) A.Δx-3 C.-3 解析:f′(0)==
B.(Δx)2-3Δx D.0
f(0+Δx)-f(0) =
Δx
(Δx)2-3Δx
Δx
2
(Δx-3)=-3. 答案:C 二、填空题
6.如图,函数f(x)在A,B两点间的平均变化率是________.
Δy
解析:函数f(x)在A,B两点间的平均变化率是=
Δxf(3)-f(1)1-3
==-1.
3-13-1
答案:-1
7.设函数y=x2+2x在点x0处的导数等于3,则x0=______. 解析:f′(x)=
2
(x0+Δx)2+2(x0+Δx)-x0-2x0 =
Δx
1
2x0+2,又2x0+2=3,所以x0=.
21
答案:
2
8.若函数y=f(x)在x=x0处的导数为-2,则
?1??fx0-2k?-f(x0)??
lim
k
=________.
解析:
?1?
f?x0-2k?-f(x0)??
k
=
3
1-2
?1??fx0-2k?-f(x0)??
1
-k2
=
11
-f′(x0)=-×(-2)=1. 22答案:1 三、解答题
9.如图是函数y=f(x)的图象.
(1)求函数f(x)在区间[-1,1]上的平均变化率; (2)求函数f(x)在区间[0,2]上的平均变化率.
解:(1)函数f(x)在区间[-1,1]上的平均变化率为f(1)-f(-1)2-11
==.
221-(-1)
?x+3,-1≤x≤1,
(2)由函数f(x)的图象知,f(x)=?2所以函数f(x)
?x+1,1 33- f(2)-f(0)23 在区间[0,2]上的平均变化率为==. 242-0 10.求函数y=f(x)=2x2+4x在x=3处的导数. 解:Δy=2(3+Δx)2+4(3+Δx)-(2×32+4×3)= 12Δx+2(Δx)2+4Δx=2(Δx)2+16Δx, Δy2(Δx)2+16Δx 所以 ==2Δx+16. ΔxΔx 4 所以 y′|x=3= Δy =Δx (2Δx+16)=16. B级 能力提升 1.设函数f(x)在点x0附近有定义,且有f(x0+Δx)-f(x0)=aΔx+b(Δx)2(a,b为常数),则( ) A.f′(x)=a C.f′(x0)=a B.f′(x)=b D.f′(x0)=b Δyf(x0+Δx)-f(x0) 解析:==a+bΔx. ΔxΔx所以 f′(x0)=答案:C 2.将半径为R的球加热,若半径从R=1到R=m时球的体积28π 膨胀率为,则m的值为________. 3 解析:ΔV= 4π34π34π3 m-×1=(m-1), 333 (a+bΔx)=a. 4π (m3-1) ΔV328所以 ==π. 3ΔRm-1所以 m2+m+1=7. 所以 m=2或m=-3(舍去). 答案:2 2??29+3(t-3),0≤t<3, 3.若一物体的运动方程为s=?2(路程 ??3t+2,t≥3 单位:m,时间单位:s).求: (1)物体在t=3 s到t=5 s这段时间内的平均速度; (2)物体在t=1 s时的瞬时速度. 5