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1、精編北師大版數(shù)學(xué)資料
【成才之路】2015-2016學(xué)年高中數(shù)學(xué) 4.2.1實際問題中導(dǎo)數(shù)的意義練習(xí) 北師大版選修1-1
一、選擇題
1.已知函數(shù)y=f(x),x∈R,則f′(x0)表示( )
A.自變量x=x0時對應(yīng)的函數(shù)值
B.函數(shù)值y在x=x0時的瞬時變化率
C.函數(shù)值y在x=x0時的平均變化率
D.無意義
[答案] B
[解析] 根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義知選B.
2.質(zhì)點運動的速度v(單位:m/s)是時間t(單位:s)的函數(shù),且v=v(t),則v′(1)表示( )
A.t=1s時的速度 B.t=1s時的加速度
C.t=1s時的位移 D.t=1s時的平均速度
2、
[答案] B
[解析] v(t)的導(dǎo)數(shù)v′(t)表示t時刻的加速度.
3.某汽車啟動階段的路程函數(shù)為s(t)=2t3-5t2(t表示時間),則t=2時,汽車的加速度是( )
A.14 B.4
C.10 D.6
[答案] A
[解析] 速度v(t)=s′(t)=6t2-10t.
所以加速度a(t)=v′(t)=12t-10,當(dāng)t=2時,a(t)=14,即t=2時汽車的加速度為14.
4.向高為H的水瓶中注水,注滿為止,如果注水量V與水深h的函數(shù)關(guān)系如圖所示,那水瓶的形狀是( )
[答案] B
[解析] 在曲線上任取一個橫坐標(biāo)為h0的點,則注水量V在h0到
3、h0+Δh的平均變化率為,在h0處的導(dǎo)數(shù)為V′= .由圖像可知,隨著h0的增大,曲線的切線的傾斜角越來越小,切線的斜率也就越來越小,即導(dǎo)數(shù)越來越小,那么在Δh不變的前提下,平均變化率=ΔS,因此,水瓶中水面的面積會越來越小,故選B.
5.已知函數(shù)f(x)=x3+3ax2+3(a+2)x+1有極大值和極小值,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.-12 D.a(chǎn)<-1或a>2
[答案] D
[解析] f′(x)=3x2+6ax+3(a+2),函數(shù)有極大值和極小值,則f′(x)=0有兩個不等實根,故Δ=36a2-36(a+2)>0,即a2-a-2>0.所以a
4、<-1或a>2.
6.如圖,設(shè)有定圓C和定點O,當(dāng)l從l0開始在平面上繞O勻速旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)角度不超過90)時,它掃過的圓內(nèi)陰影部分的面積S是時間t的函數(shù),它的圖像大致是( )
[答案] D
[解析] 由于是勻速旋轉(zhuǎn),所以陰影部分的面積在開始和最后時段緩慢增加,而中間時段相對增速較快.
選項A表示面積的增速是常數(shù),與實際不符;
選項B表示最后時段面積的增速較快,也與實際不符;
選項C表示開始時段和最后時段面積的增速比中間時段快,與實際不符;
選項D表示開始和最后時段面積的增速緩慢,中間時段增速較快.符合實際.
二、填空題
7.一質(zhì)點沿直線運動,如果由始點起經(jīng)過t秒后的位
5、移為s=3t2+t,則速度v=10時的時刻t=________.
[答案]
[解析] s′=6t+1,則v(t)=6t+1,設(shè)6t+1=10,
則t=.
8.火箭豎直向上發(fā)射.熄火時向上速度達(dá)到100m/s.則熄火后________秒后火箭速度為零(g取10m/s2).
[答案] 10
[解析] 由已知,得火箭的運動方程為h(t)=100t-gt2,∴h′(t)=100-gt.
令h′(t)=0,即100-gt=0,∴t==10(s).
即火箭熄火后10s速度變?yōu)榱悖?
三、解答題
9.將原油精煉為汽油、柴油、塑膠等各種不同產(chǎn)品,需要對原油進行冷卻和加熱,如果第xh,原油的
6、溫度(單位:℃)為f(x)=x2-7x+15(0≤x≤8).計算第2h和第6h時,原油溫度的瞬時變化率,并說明它的意義.
[答案] f ′(2)=-3,f ′(6)=5
[解析] 在第2h和6h時,原油溫度的瞬時變化率就是f ′(2)和f ′(6).
∵f ′(x)=2x-7.
∴f ′(2)=-3,f ′(6)=5.
在第2h與第6h,原油溫度的瞬時變化率分別為-3和5,它說明在第2h附近,原油溫度大約以3℃/h的速度下降;在第6h附近,原油溫度大約為5℃/h的速度上升.
10.修建面積為xm2的草坪需要成本y元,且y是x的函數(shù):y=f(x)=10x2+x.
(1)求當(dāng)x從50
7、變到60時,成本y關(guān)于修建面積x的平均變化率,并解釋它的實際意義;
(2)求f′(50),并解釋它的實際意義.
[答案] (1)平均變化率為1101元/m2 (2)f ′(50)=1001元/m2
[解析] (1)當(dāng)x從50變到60時,成本關(guān)于草坪面積x的平均變化率為
=
=1101(元/m2).
它表示在草坪面積從50m2增加到60m2的過程中,草坪面積每增加1m2,成本平均增加1101元.
(2)f′(x)=20x+1,∴f′(50)=1001(元/m2).
f′(50)表示當(dāng)草坪面積為50m2時,每增加1m2,成本就要增加1001元.
一、解答題
1.自由落體運動
8、的方程為s=gt2.
(1)求t從3s變到3.1s時,s關(guān)于時間t的平均變化率,并解釋它的實際意義;
(2)求s′(3).
[答案] (1)3.05g m/s (2)3g m/s
[解析] (1)Δs=s(3.1)-s(3)
=g3.12-g32=0.305g,
Δt=0.1,∴=3.05g(m/s).
它表示從t=3s到t=3.1s這段時間內(nèi),自由落體運動的物體的平均速度為3.05g(m/s).
(2)s′=gt,∴s′(3)=3g(m/s),它表示自由落體運動的物體在t=3s時的瞬時速度為3g(m/s).
2.氡氣是一種由地表自然散發(fā)的無味的放射性氣體.如果最初有500g
9、氡氣,那么t天后,氡氣的剩余量為A(t)=5000.834t.
(1)氡氣的散發(fā)速度是多少?
(2)A′(7)的值是什么(精確到0.1)?它表示什么意義?
[解析] (1)A′(t)=5000.834tln0.834.
(2)A′(7)=5000.8347ln0.834≈-25.5,它表示7天后氡氣散發(fā)的瞬時速度.
3.一底面半徑為rcm,高為hcm的倒立圓錐容器,若以ncm3/s的速度向容器里注水,求注水ts時水面上升的速率.
[答案] cm/s
[解析] 設(shè)注水ts時,水面半徑為xcm,水面高度為ycm,則有,
從而得到y(tǒng)關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式為:y=,
從而y′=,
故注
10、水t秒時水面上升的速率為:
(cm/s).
4.一個電路中,流過的電荷量Q(單位:C)關(guān)于時間t(單位:s)的函數(shù)為Q(t)=3t2-lnt.
(1)求當(dāng)t從1變到2時,電荷量Q關(guān)于t的平均變化率,并解釋它的實際意義;
(2)求Q′(2),并解釋它的實際意義.
[答案] (1)從t=1s到t=2s這段時間內(nèi),平均每秒經(jīng)過該電路的電量為8.31C,也就是這段時間內(nèi)電路的平均電流為8.31A (2)Q′(2)=11.5 在t=2s這一時刻,每秒經(jīng)過該電路的電量為11.5C,也就是這一時刻電路的電流為11.5A
[解析] (1)當(dāng)t從1變到2時,電荷量從Q(1)變到Q(2),此時電荷量關(guān)
11、于時間t的平均變化率為=≈8.31,它表示從t=1s到t=2s這段時間內(nèi),平均每秒經(jīng)過該電路的電量為8.31C,也就是這段時間內(nèi)電路的平均電流為8.31A.
(2)Q′(t)=6t-,Q′(2)=11.5,它的實際意義是,在t=2s這一時刻,每秒經(jīng)過該電路的電量為11.5C,也就是這一時刻電路的電流為11.5A.
5.將1kg鐵從0℃加熱到t℃需要的熱量Q(單位:J):Q(t)=0.000297t2+0.4409t.
(1)當(dāng)t從10變到20時函數(shù)值Q關(guān)于t的平均變化率是多少?它的實際意義是什么?
(2)求Q′(100),并解釋它的實際意義.
[答案] (1)0.4498 表示在鐵塊的溫度從10℃增加到20℃的過程中,平均每增加1℃,需要吸收熱量0.449 8J (2)Q′(100)=0.5003 表示在鐵塊的溫度為100℃這一時刻每增加1℃,需要吸收熱量0.5003J
[解析] (1)當(dāng)t從10變到20時,函數(shù)值Q關(guān)于t的平均變化率為=0.4498,它表示在鐵塊的溫度從10℃增加到20℃的過程中,平均每增加1℃,需要吸收熱量0.449 8J.
(2)Q′(t)=0.000594t+0.4409,則Q′(100)=0.5003,它表示在鐵塊的溫度為100℃這一時刻每增加1℃,需要吸收熱量0.5003J.