问题


以下是关于大学数学的单项选择题,请直接给出正确答案的选项。
题目:设 $f(x)$ 连续, $f(0)=1, f^{\prime}(0)=2$. 下列曲线与曲线 $y=f(x)$ 必有公共切线 的是 ( ).
A. $y=\int_0^{2 x} f(t) \mathrm{d} t$
B. $y=\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$
C. $y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$
D. $y=1+\int_0^{2 x} f(t) \mathrm{d} t$
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

A
D
deepseekr1

答案是:D

**解析:**

要判断曲线与 \( y = f(x) \) 必有公共切线,需满足在某个点的函数值和导数值均相等。已知 \( f(0) = 1 \),\( f'(0) = 2 \),分析各选项在 \( x = 0 \) 处的函数值和导数:

1. **选项A**:\( y = \int_0^{2x} f(t) \mathrm{d}t \)
- 函数值:\( y(0) = 0 \neq 1 \),不满足。
- 导数:\( y'(0) = 2f(0) = 2 \),但函数值不等,排除。

2. **选项B**:\( y = \int_0^x f(t) \mathrm{d}t \)
- 函数值:\( y(0) = 0 \neq 1 \),不满足。
- 导数:\( y'(0) = f(0) = 1 \neq 2 \),排除。

3. **选项C**:\( y = 1 + \int_0^x f(t) \mathrm{d}t \)
- 函数值:\( y(0) = 1 \),满足。
- 导数:\( y'(0) = f(0) = 1 \neq 2 \),排除。

4. **选项D**:\( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \mathrm{d}t \)
- 函数值:\( y(0) = 1 \),满足。
- 导数:\( y'(0) = 2f(0) = 2 \),满足。

**结论**:选项D在 \( x = 0 \) 处与 \( y = f(x) \) 有相同的函数值和导数,因此必有公共切线。答案选D。
D
gpto1 根据题目,首先计算每个选项中函数的导数,并在 \( x = 0 \) 处比较它们的切线是否与 \( y = f(x) \) 的切线一致。

对于选项 D:
\[ y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \]
\[ y' = 2 f(2x) \]
在 \( x = 0 \) 处,有:
\[ y(0) = 1 + \int_0^0 f(t) \, dt = 1 \]
\[ y'(0) = 2 f(0) = 2 \times 1 = 2 \]
因此,曲线在 \( x = 0 \) 处的切线为:
\[ y = y(0) + y'(0)(x - 0) = 1 + 2x \]
这与 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的切线一致。

**答案是:D**
D
GPT-4o 答案是 D. $y=1+\int_0^{2 x} f(t) \mathrm{d} t$。

解释如下:

首先,我们求解给定的曲线 $y=f(x)$ 在 $x=0$ 处的切线。根据题意,$f(0)=1$ 且 $f^{\prime}(0)=2$,因此在 $x=0$ 处的切线方程是
\[ y = f(0) + f^{\prime}(0) \cdot (x - 0) = 1 + 2x. \]

接下来,我们分别考察提供的选项在 $x=0$ 处的函数值及导数,以判断哪些曲线与 $y=f(x)$ 有相同的切线。

A. $y=\int_0^{2 x} f(t) \mathrm{d} t$
\[ y(0) = \int_0^0 f(t) \mathrm{d} t = 0 \]
\[ y^{\prime}(x) = 2 f(2x) \]
\[ y^{\prime}(0) = 2 f(0) = 2 \]

在 $x=0$ 处,$y=0$,而切线斜率为 $2$,与 $y=f(x)$ 的切线方程不符。

B. $y=\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$
\[ y(0) = \int_0^0 f(t) \mathrm{d} t = 0 \]
\[ y^{\prime}(x) = f(x) \]
\[ y^{\prime}(0) = f(0) = 1 \]

在 $x=0$ 处,$y=0$,且切线斜率为 $1$,与 $y=f(x)$ 的切线方程不符。

C. $y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$
\[ y(0) = 1 + \int_0^0 f(t) \mathrm{d} t = 1 \]
\[ y^{\prime}(x) = f(x) \]
\[ y^{\prime}(0) = f(0) = 1 \]

在 $x=0$ 处,$y=1$,且切线斜率为 $1$,与 $y=f(x)$ 的切线方程不符。

D. $y=1+\int_0^{2 x} f(t) \mathrm{d} t$
\[ y(0) = 1 + \int_0^0 f(t) \mathrm{d} t = 1 \]
\[ y^{\prime}(x) = 2 f(2x) \]
\[ y^{\prime}(0) = 2 f(0) = 2 \]

在 $x=0$ 处,$y=1$,且切线斜率为 $2$,与 $y=f(x)$ 的切线方程相符。

因此,选项 D 是正确答案。
D
llama3.1-70B-Instruct

C
D
llama3.1-405B-Instruct

C
D
DeepSeek-Coder-V2 答案是: B D
Qwen2-72B-Instruct C. $y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$

解析:根据题意,$f(x)$ 在 $x=0$ 点的导数值为 $2$,即 $f'(0)=2$。对于选项 C,我们有
\[y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t\]
对 $y$ 求导得到
\[y'=\frac{d}{dx}\left(1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t\right)=f(x)\]
在 $x=0$ 处,$y'$ 的值为 $f(0)=1$。但是,我们还需要考虑公共切线的条件,即两曲线在某点处的导数值相等,且在该点处的函数值也相等。

对于 $y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$,在 $x=0$ 处,
\[y(0)=1+\int_0^0 f(t) \mathrm{d} t=1\]
这与 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的值相等。同时,$y'$ 在 $x=0$ 处的值为 $f(0)=1$,而 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的导数值为 $2$,这看似不直接匹配,但关键在于理解题目要求的是“必有公共切线”,这可以通过观察 $y$ 的导数 $y'=f(x)$ 来实现,这意味着 $y$ 的斜率在任意点 $x$ 上等于 $f(x)$ 的斜率,因此在 $x=0$ 处,$y$ 的斜率等于 $f(0)$ 的斜率,即 $2$,这满足了两曲线有公共切线的条件。

因此,正确答案是 C。其他选项不满足题目要求的公共切线条件。
D
baichuan4 D D
doubao C。

设$F(x)=\int_0^x f(t)dt$,则$F'(x)=f(x)$,$F'(0)=f(0)=1$,$F(0)=0$,曲线$y=F(x)$在点$(0,0)$处切线斜率为$1$。

$y=1+\int_0^x f(t)dt$,它在点$(0,1)$处的切线斜率也为$1$,且过点$(0,1)$,而$f(x)$在点$(0,1)$处切线斜率为$2$,所以$y=1+\int_0^x f(t)dt$与$y=f(x)$必有公共切线。

A 选项,$y=\int_0^{2x}f(t)dt$,令$u=2x$,则$y=\frac{1}{2}\int_0^u f(t)dt$,其在$x=0$处切线斜率为$2f(0)=2$,与$f(x)$在$0$处切线斜率不同,不一定有公共切线;B 选项同理;D 选项也可类似分析。
D
minimax 选项C是正确答案。

解析如下:

首先,我们知道 $f(x)$ 在 $x=0$ 处连续,并且 $f(0)=1$ 和 $f'(0)=2$。这意味着在 $x=0$ 处,$f(x)$ 的图像有一个切线斜率为2的切线。

现在我们来分析每个选项:

A. $y=\int_0^{2x} f(t) \mathrm{d} t$ 的导数是 $y'=f(2x) \cdot 2$。在 $x=0$ 处,$y'=f(0) \cdot 2 = 2$。这确实给出了一个在 $x=0$ 处斜率为2的切线,但是这个切线的y截距是0,而不是1。

B. $y=\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$ 的导数是 $y'=f(x)$。在 $x=0$ 处,$y'=f(0)=1$。这给出了一个在 $x=0$ 处斜率为1的切线,不是我们想要的。

C. $y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$ 的导数是 $y'=f(x)$。在 $x=0$ 处,$y'=f(0)=1$。这同样给出了一个在 $x=0$ 处斜率为1的切线,但是由于我们加了1,所以y截距是1,这与 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的切线y截距相同。

D. $y=1+\int_0^{2x} f(t) \mathrm{d} t$ 的导数是 $y'=f(2x) \cdot 2$。在 $x=0$ 处,$y'=f(0) \cdot 2 = 2$。这给出了一个在 $x=0$ 处斜率为2的切线,但是这个切线的y截距是1,与 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的切线y截距相同。

因此,只有选项C和D在 $x=0$ 处给出了斜率为2的切线,并且y截距为1,与 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的切线相同。但是,我们需要找到的是与曲线 $y=f(x)$ 必有公共切线的曲线,这意味着我们需要找到一个在 $x=0$ 处不仅斜率相同,而且函数值也相同的曲线。

由于 $f(0)=1$,我们可以确定在 $x=0$ 处,曲线 $y=f(x)$ 的函数值是1。因此,我们需要找到一个在 $x=0$ 处函数值为1的曲线。选项C满足这个条件,因为 $y=1+\int_0^x f(t) \mathrm{d} t$ 在 $x=0$ 处的函数值是 $1+0=1$。而选项D在 $x=0$ 处的函数值是1,但是由于积分的变量是 $2x$,这会导致在 $x=0$ 处的切线斜率与 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的切线斜率不一致。

因此,正确答案是C。
D
kimi 为了确定哪个选项的曲线与曲线 \( y = f(x) \) 必有公共切线,我们需要考虑两个曲线在某个点 \( x \) 处的切线斜率是否相同。

已知 \( f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的导数 \( f'(0) = 2 \),这意味着曲线 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的切线斜率为 2。

现在我们来分析每个选项:

A. \( y = \int_0^{2x} f(t) \, dt \)
- 这个函数的导数是 \( y' = f(2x) \cdot 2 \),因为根据微积分基本定理,导数是被积函数乘以积分上限的导数。
- 在 \( x = 0 \) 处,\( y' = f(0) \cdot 2 = 1 \cdot 2 = 2 \)。

B. \( y = \int_0^x f(t) \, dt \)
- 这个函数的导数是 \( y' = f(x) \)。
- 在 \( x = 0 \) 处,\( y' = f(0) = 1 \)。

C. \( y = 1 + \int_0^x f(t) \, dt \)
- 这个函数的导数是 \( y' = f(x) \)。
- 在 \( x = 0 \) 处,\( y' = f(0) = 1 \)。

D. \( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \)
- 这个函数的导数是 \( y' = f(2x) \cdot 2 \)。
- 在 \( x = 0 \) 处,\( y' = f(0) \cdot 2 = 1 \cdot 2 = 2 \)。

从上面的分析可以看出,选项 A 和 D 在 \( x = 0 \) 处的切线斜率与 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的切线斜率相同,都是 2。因此,选项 A 和 D 都与曲线 \( y = f(x) \) 必有公共切线。

但是,题目要求的是“必有公共切线”,这意味着我们需要找到一个选项,它与 \( y = f(x) \) 在所有 \( x \) 处都有相同的切线斜率。由于 \( f(x) \) 是连续的,\( f(2x) \) 也将是连续的,因此 \( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \) 的导数 \( y' = f(2x) \cdot 2 \) 将始终是 \( y = f(x) \) 的导数 \( f'(x) \) 的两倍。因此,选项 D 在所有 \( x \) 处都与 \( y = f(x) \) 有相同的切线斜率,是正确答案。

答案是:D. \( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \)
D
wenxinyiyan C D
zhipu D

解析:我们需要找到与曲线 \( y = f(x) \) 必有公共切线的曲线。首先,我们计算各选项曲线的导数。

A. \( y = \int_0^{2x} f(t) \, dt \)
\[
\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx} \left( \int_0^{2x} f(t) \, dt \right) = 2f(2x)
\]

B. \( y = \int_0^x f(t) \, dt \)
\[
\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx} \left( \int_0^x f(t) \, dt \right) = f(x)
\]

C. \( y = 1 + \int_0^x f(t) \, dt \)
\[
\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx} \left( 1 + \int_0^x f(t) \, dt \right) = f(x)
\]

D. \( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \)
\[
\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx} \left( 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \right) = 2f(2x)
\]

现在我们需要检查这些曲线的导数是否在某个点上与 \( y = f(x) \) 的导数相等,并且该点满足切线条件。

对于 \( y = f(x) \),在 \( x = 0 \) 处,导数为 \( f'(0) = 2 \)。

我们检查选项 D:
\[
\frac{dy}{dx} = 2f(2x)
\]
当 \( x = 0 \) 时,
\[
\frac{dy}{dx} \bigg|_{x=0} = 2f(0) = 2 \cdot 1 = 2
\]
这与 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的导数相同。

同时,曲线 \( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \) 在 \( x = 0 \) 处的值为
\[
y(0) = 1 + \int_0^0 f(t) \, dt = 1
\]
这与 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的值 \( f(0) = 1 \) 相同。

因此,曲线 \( y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \) 与 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处有相同的切线。

所以正确答案是 D。
D
gpto1 根据题目,首先计算每个选项中函数的导数,并在 \( x = 0 \) 处比较它们的切线是否与 \( y = f(x) \) 的切线一致。

对于选项 D:
\[ y = 1 + \int_0^{2x} f(t) \, dt \]
\[ y' = 2 f(2x) \]
在 \( x = 0 \) 处,有:
\[ y(0) = 1 + \int_0^0 f(t) \, dt = 1 \]
\[ y'(0) = 2 f(0) = 2 \times 1 = 2 \]
因此,曲线在 \( x = 0 \) 处的切线为:
\[ y = y(0) + y'(0)(x - 0) = 1 + 2x \]
这与 \( y = f(x) \) 在 \( x = 0 \) 处的切线一致。

**答案是:D**
D
deepseekv3 C D