导数切线方程11种题型(解析版)
第5讲 导数切线方程11类【题型一】 求切线基础型：给切点求切线【典例分析】 已知函数()2sin 1xf x x =+，则曲线()y f x =在点()0,0处的切线的方程为__________. 【答案】20x y -=【解析】【分析】先求导函数，求得在切点处的直线斜率；再根据点斜率求得切线方程． 【详解】因为()()()221cos 2sin 1x x xf x x +-'=+，所以()02kf ='=，则所求切线的方程为2y x =.故答案为：20x y -=.【变式演练】1.曲线()()1xf x x e x =++在点()0,1处的切线方程为______.【答案】310x y -+=【分析】利用导数的几何意义求解，先对函数求导，然后将点()0,1的横坐标代入导函数所得的值就是切线的斜率，再利用点斜式可与出切线方程. 解：由()()1xf x x e x =++，得()'(1)1x x fx e x e =+++， 所以在点()0,1处的切线的斜率为()'000(01)13fe e =+++=，所以所求的切线方程为13(0)y x -=-，即310x y -+=， 故答案为：310x y -+=，2.已知点()1,1P -在曲线2x y x a =+上，则曲线在点P 处的切线方程为_________.【答案】32y x =-- 【分析】将点P 的坐标代入曲线方程，可求得a 的值，然后利用导数的几何意义可求得曲线在点P 处的切线方程.【详解】因为点()1,1P -在曲线2x y x a=+上，111a ∴=-，可得2a =，所以，22x y x =+，对函数求导得()()()222222422x x x x xy x x +-+'==++，则曲线在点P 处的切线斜率为13x k y =-'==-，因此，曲线在点P 处的切线方程为()131y x -=-+，即32y x =--. 故答案为：32y x =--.3.已知曲线2()ln x f x x a=+在点(1,(1))f 处的切线的倾斜角为3π4，则a 的值为（ ）A ．1B ．1-C ．12-D ．4-【答案】B【分析】求出函数()2ln x f x x a =+的导数'12()x f x x a ,利用函数f(x)在x=1处的倾斜角为34π得'(1)1f =-,由此可求a 的值. 解:函数()2ln x f x x a=+的导数'12()x f x x a ,函数f(x)在x=1处的倾斜角为34π,∴'(1)1f =-,∴211a,∴1a =-故选B.【题型二】 求切线基础型：有切线无切点求切点【典例分析】曲线()32f x x x =+-在0p 处的切线平行于直线41y x =-，则0p 点的坐标为（ ）A ．()1,0B ．()2,8C ．()1,0和()1,4--D ．()2,8和()1,4-- 【答案】C 【详解】令()'2314f x x =+=，解得1x =±，()()10,14f f =-=-，故0p 点的坐标为()()1,0,1,4--，故选C. 【点睛】本小题考查直线的斜率，考查导数与斜率的对应关系，考查运算求解能力，属于基础题.【变式演练】1.已知函数()xx af x e e=+为偶函数，若曲线()y f x =的一条切线与直线230x y +=垂直，则切点的横坐标为（ ） A 2 B ．2C ．2ln 2D ．ln 2【答案】D【分析】先根据偶函数求参数1a =，再求导数，根据导数几何意义得斜率，最后根据直线垂直关系得结果.【详解】()f x 为偶函数，则()()(1)0xxx x x x a a f x e e e e a e e----=+=+∴--=∴1a =，()x x f x e e -∴=+，'().x x f x e e -∴=-设切点得横坐标为0x ，则0003'().2x x f x e e -=-=解得02x e =，（负值舍去）所以0ln 2x =.故选：D2.过曲线cos y x =上一点π1,32P ⎛⎫⎪⎝⎭且与曲线在点P 处的切线垂直的直线的方程为（ ）A ．2π32303x -=B 3π3210x y +-= C ．2π32303x -= D 3π3210x y += 【答案】A 【分析】求出函数得导函数，根据导数得几何意义即可求得切线得斜率，从而可求得与切线垂直得直线方程. 【详解】解：∵cos y x =，∵sin y x '=-， 曲线在点π1,32P ⎛⎫⎪⎝⎭处的切线斜率是π3π3sin3x y ='=-= ∵过点P 且与曲线在点P 3∵所求直线方程为1π233y x ⎫-=-⎪⎭，即2π32303x -=． 故选：A.3.曲线sin 21y x x =++在点P 处的切线方程是310x y -+=，则切点P 的坐标是____________. 【答案】()0,1 【分析】由导数的几何意义，求得切点P 处的切线的斜率，得到0cos 1x =，求得02()x k k Z π=∈，分类讨论，即可求解.【详解】由函数sin 21y x x =++，则cos 2y x '=+，设切点P 的坐标为()00,x y ，则斜率00cos 23x x k y x ==+'==， 所以0cos 1x =，解得02()x k k Z π=∈，当0k =时，切点为()0,1，此时切线方程为310x y -+=； 当0k ≠，切点为(2,41)()k k k Z ππ+∈，不满足题意， 综上可得，切点为()0,1.故答案为：()0,1.【题型三】 求切线基础：无切点求参【典例分析】已知曲线3y x =在点(),a b 处的切线与直线310x y ++=垂直，则a 的取值是（ ）A ．-1B ．±1C ．1D ．3±【答案】B【分析】求导得到()2'3f x x =，根据垂直关系得到()2'33f a a ==，解得答案.【详解】()3y f x x ==，()2'3f x x =，直线310x y ++=，13k =-，故()2'33f a a ==，解得1a =±.故选：B .【变式演练】1.若曲线ln (0)y x x =>的一条切线是直线12y x b =+，则实数b 的值为___________ 【答案】1ln2-+ 【解析】 【分析】先设切点为00(,)x y ，对函数求导，根据切线斜率，求出切点坐标，代入切线方程，即可得出结果. 【详解】设切点为00(,)x y ，对函数ln y x =求导，得到1y x'=，又曲线ln (0)y x x =>的一条切线是直线12y x b =+， 所以切线斜率为0112x =，∴02x =， 因此0ln 2y =，即切点为()2,ln 2，代入切线12y x b =+，可得1ln 2b =-+. 故答案为：1ln2-+.2.已知曲线3y ax =与直线640x y --=相切，则实数a 的值为__________. 【答案】2【分析】先设出切点坐标(,)m n ，然后由切点是公共点和切点处的导数等于切的斜率列方程组可求得结果. 解：设切点为(,)m n ，由3y ax =得'23y ax =，则由题意得，2336640am m n n am ⎧=⎪--=⎨⎪=⎩，解得1,2,2m n a ===，故答案为：23.已知x 轴为曲线()()34411f x x a x =+-+的切线，则a 的值为________.【答案】14【分析】设x 轴与曲线()f x 的切点为()0,0x ，由题意结合导数的几何意义可得()()()3002004411012410x a x f x x a ⎧+-+=⎪⎨=+-='⎪⎩，解方程即可得解. 【详解】由题意()()21241f x x a '=+-，设x 轴与曲线()f x 的切点为()0,0x ，则()()()3002004411012410x a x f x x a ⎧+-+=⎪⎨=+-='⎪⎩，解得01214x a ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.故答案为：14.【题型四】 无切点多参【典例分析】若直线2y x b =+是曲线2ln y a x =的切线，且0a >，则实数b 的最小值是______. 【答案】2- 【解析】 【分析】求出2ln y a x =的导数，设切线为(,)m n ，由切点处的导数值为切线斜率求出m a =，再由切点坐标可把b 表示为a 的函数，再利用导数可求得b 的最小值． 【详解】2ln y a x =的导数为2a y x'=，由于直线2y x b =+是曲线2ln y a x =的切线，设切点为(),m n ，则22am =， ∴m a =，又22ln m b a m +=，∴2ln 2b a a a =-（0a >），()2ln 122ln b a a '=+-=， 当1a >时，0b '>，函数b 递增，当01a <<时，0b '<，函数b 递减， ∴1a =为极小值点，也为最小值点，∴b 的最小值为2ln122-=-. 故答案为：2-．【变式演练】1已知函数f （x ）=axlnx ﹣bx （a ，b ∈R ）在点（e ，f （e ））处的切线方程为y =3x ﹣e ，则a +b =_____. 【答案】0【分析】由题意()()'2,3f e e fe ==，列方程组可求,a b ，即求+a b .【详解】∵在点()(),e f e 处的切线方程为3y x e =-，()2f e e ∴=，代入()ln f x ax x bx =-得2a b -=①. 又()()()''1ln ,23f x a x b f e a b =+-∴=-=②.联立①②解得：1,1a b ==-.0a b ∴+=.故答案为：0.2.若曲线()xf x mxe n =+在()()1,1f 处的切线方程为y ex =，则m n +=__________【答案】12e + 解：将1x =代入y ex =，得切点为()1,e ，∴e me n =+①，又()()1xf x me x '=+，∴()12f me e '==，12m =②.联立①②解得：12m =，2e n =，故11222e e m n ++=+=.故答案为：12e +. 3.已知曲线e ln xy a x x =+在点()1,ae 处的切线方程为2y x b =+，则（ ） A ．,1a e b ==- B ．,1a e b == C ．1,1a e b -== D ．1,1a e b -==-【答案】D【详解】ln 1,xy ae x '=++1|12x k y ae ='==+=，1a e -∴=将(1,1)代入2y x b =+得21,1b b +==-，故选D ．【题型五】 “过点”型切线【典例分析】过原点作曲线ln y x =的切线，则切点的坐标为___________，切线的斜率为__________. 【答案】(),1e1e【分析】设切点坐标为(,)x lnx ；利用导数求切线方程并求切点坐标． 解：设切点坐标为(,)x lnx ；1y x '=；故由题意得，1lnx x x=；解得，x e =；故切点坐标为(,1)e ；切线的斜率为1e； 故切线方程为1()1y x e e =-+，整理得0x ey -=．故答案为：(,1)e ；1e.【变式演练】1.过点(1,1)--与曲线x y e x =+相切的直线方程为______________. 【答案】21y x =+.【详解】设切点坐标为()000,e x x x +，由xy e x =+得e 1x y '=+，∴切线方程为()()0000e 1e x x y x x x =+-++， 切线过点()1,1--，∴()()00001e 11e x x x x -=+--++，即00e 0xx =，∴00x =，即所求切线方程为21y x =+.故答案为：21y x =+. 2.过点(0,1)-作曲线)ln f x x =（0x >）的切线，则切点坐标为________．【答案】,1)e【分析】先求出曲线的方程，再根据导数值为切线斜率，求出切点坐标. 【详解】由(ln f x x =（0x >），则2()ln ,0f x x x =>，化简得()2ln ,0f x x x =>， 则2()f x x'=，设切点为00(,2ln )x x ，显然(0,1)-不在曲线上， 则0002ln 12x x x +=，得0x e =，则切点坐标为,1)e . 故答案为：(,1)e .3.已知直线y ax =是曲线ln y x =的切线，则实数a =（ （A ．12B ．12eC ．1eD ．21e 【答案】C【分析】设切点为00(,ln )x x ∵求出切线方程00ln 1xy x x =+-，即得001ln 10a x x ⎧=⎪⎨⎪-=⎩，解方程即得a 的值.【详解】设切点为00(,ln )x x ∵∵切线方程是000001ln ()ln 1xy x x x y x x x -=-⇒=+-∵ ∴0011ln 10a x a e x ⎧=⎪⇒=⎨⎪-=⎩，故答案为：C【题型六】 判断切线条数【典例分析】已知曲线3:3S y x x =-，则过点()2,2P 可向S 引切线，其切线条数为（ ）A ．1B ．2C ．3D ．0【答案】C 【解析】 【分析】 设切点为()3,3t t t-，利用导数求出曲线S 在切点()3,3t t t -处的切线方程，再将点P 的坐标代入切线方程，可得出关于t 的方程，解出该方程，得出该方程根的个数，即为所求. 【详解】设在曲线S 上的切点为()3,3t t t -，33y x x =-，则233y x '=-，所以，曲线S 在点()3,3t t t-处的切线方程为()()()32333y t t t x t --=--，将点()2,2P 的坐标代入切线方程得32320t t -+=，即()()21220t t t ---=，解得11t =，213t =313t =因此，过点()2,2P 可向S 引切线，有三条.故选：C.【变式演练】1.已知过点A （a ，0）作曲线C ：y ＝x•e x 的切线有且仅有两条，则实数a 的取值范围是（ ）A ．（﹣∞，﹣4）∪（0，+∞）B ．（0，+∞）C ．（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞）D ．（﹣∞，﹣1）【答案】A【详解】设切点为()000,e x x x ∵(1)xy x e =+'∵000(1)x x x y x e =∴=+⋅'，则切线方程为：()00000=1()x x y x e x e x x -+⋅-，切线过点(,0)A a 代入得：()00000=1()x x x e x e a x -+⋅- 2001x a x ∴=+，即方程2000x ax a --=有两个解，则有2400a a a ∆=+>⇒>或4a.故答案为:A.2.已知函数()=-xa f x x e 存在单调递减区间，且()y f x =的图象在0x =处的切线l 与曲线xy e =相切，符合情况的切线l（ （ A ．有3条 B ．有2条 C ．有1条 D ．不存在【答案】D 【解析】试题分析：()1x ae f x a=-'，依题意，()0f x '<在R 上有解.当0a <时，()0f x '<在R 上无解，不符合题意；当0a >时，()0,,ln x af x a e x a a <'符合题意，故0a >.易知曲线()y f x =在0x =处的切线为111y x a ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.假设该直线与x y e =相切，设切点为00,x y ，即有0011111xe x a a ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭，消去a 化简得0001x x ex e =-，分别画出,1x x e xe -的图像，观察可知它们交点横坐标01x >，0x e e >，这与111a-<矛盾，故不存在.3.已知函数()3291,f x x ax x a R =+-+∈，当01x ≠时，曲线()y f x =在点()()00,x f x 与点()()02,2x f x --处的切线总是平行时，则由点(),a a 可作曲线()y f x =的切线的条数为（ ）A ．1B ．2C ．3D ．无法确定【答案】C 【解析】分析：由曲线()y f x =在点()()00,x f x 与点()()002,2x f x --处的切线总是平行,可得导函数的对称轴，从而求出a 的值，设出切点坐标，可得关于切点横坐标的方程有三个解，从而可得结果. 详解：由()3291f x x ax x =+-+，得()2'329f x x ax =+-，曲线()y f x =在点()()00,x f x 与点()()002,2x f x --处的切线总是平行，()'y f x ∴=关于1x =对称，即133aa -=⇒=-，点(),a a ，即为()3,3--， 所以()32391f x x x x =--+，()2'329f x x ax =+-，设切点为()(),t f t 切线的方程为()()3'3y f t x +=+，将点()32,391t t t t --+代入切线方程可得()()3223933693t t t t t t --+=--+，化为322636310t t t ---=，设()32263631g t t t t =---()2'61218g t t t =--令()'0g t >得3t >或1t <-，令()'0g t <得10t -<<，()32263631g t t t t =---在()(),1,3,-∞-+∞上递增，在()1,3-上递减，t ∴在1-处有极大值，在3处有极小值，()110g ∴-=>且()31390g =-<， ()32263631g t t t t =---与x 有三个交点，∴方程()0g t =有三个根，即过(),a a 的切线有3条，故答案为3.【题型七】 多函数（多曲线）的公切线【典例分析】直线y kx b =+与曲线()y f x =相切也与曲线()y g x =相切，则称直线y kx b =+为曲线()y f x =和曲线()y g x =的公切线，已知函数2(),()ln ,f x x g x a x ==，其中0a ≠，若曲线()y f x =和曲线()y g x =的公切线有两条，则a 的取值范围为（ ） A ．0a < B ．1a <- C ．02e a << D ．20a e<<【答案】C 【解析】 【分析】设切点求出两个函数的切线方程，根据这个两个方程表示同一直线，可得方程组，化简方程组，可以得到变量a 关于其中一个切点横坐标的函数形式，求导，求出函数的单调性，结合该函数的正负性，画出图象图形，最后利用数形结合求出a 的取值范围. 【详解】设曲线2()f x x =的切点为：2(,)s s ，2'()()2f x x f x x ⇒==，所以过该切点的切线斜率为'()2f s s =，因此过该切点的切线方程为：222()2y s s x s y sx s -=-⇒=-；设曲线()y g x =的切点为：(,ln )t a t ，'()ln ()a g x a x g x x =⇒=，所以过该切点的切线斜率为'()a g t t=，因此过该切点的切线方程为：ln ()ln a ay a t x t y x a a t t t-=-⇒=-+，则两曲线的公切线应该满足：2224(1ln )ln a s a t t t s a a t⎧=⎪⇒=-⎨⎪-=-+⎩， 构造函数2'()4(1ln )(0)()4(12ln )h t t t t h t t t =->⇒=-,当12t e >时，'()0,()h t h t <单调递减，当120t e <<时，'()0,()h t h t >单调递增，所以函数有最大值为：12()2h e e =，当t e >时，()0h t <，当0t e <<，()0h t >，函数的图象大致如下图所示：要想有若曲线()y f x =和曲线()y g x =的公切线有两条，则a 的取值范围为02e a <<. 故选：C【变式演练】1.函数()ln 1mx f x x x =++与2()1g x x =+有公切线,(0)y ax a =>，则实数m 的值为（ ） A ．4 B ．2C ．1D ．12【答案】A 【解析】 【分析】设两个切点A ()11x y ，和B ()22x y ，，然后求函数的导函数(),()f x g x ''，由()g x 的导函数()g x '分析求解参数2a =，再由()f x 的导函数和公切线分析得出关于m 的方程组，求解即可得出答案. 【详解】设公切线,(0)y ax a =>与两个函数()ln 1mx f x x x =++与2()1g x x =+图象的切点分别为A ()11x y ，和B ()22x y ，，由()21()1m f x x x '=++，()2g x x '=，可得()22222222()21g x x ay ax g x x y⎧==⎪=='⎨⎪+=⎩解得2a =，所以有()1211111111111()21()ln 12m f x a x x mx f x x y x y ax x ⎧=+==⎪+⎪⎪⎪=+'=⎨+⎪⎪==⎪⎪⎩化简得21112ln 10x x x -+-=，令()22ln 1h x x x x =-+-()0x >，则()11304h x x x'+-≥>=恒成立，即得函数()22ln 1h x x x x =-+-()0x >在定义域上为增函数，又因()10h =，则可解得方程21112ln 10x x x -+-=，11x =，则由()21(1)2111m f '=+=+解得4m =. 故选：A.2.曲线1()x f x e -=与曲线()ln g x x =有（ ）条公切线. A ．1 B ．2 C ．3 D ．4【答案】B 【详解】设()010,x x e -是曲线()f x 图像上任意一点，()'1x f x e-=，所以()01'0x fx e -=，所以过点()010,x x e -的切线方程为()00110x x y ee x x ---=-，整理得()001101x x y e x x e --=⋅+-①.令()01'1x g x e x-==，解得011x x e -=，则()101g x x =-，所以曲线()g x 上过点()010,1xe x --的切线方程为：()()001101x x y x e x e ----=-，整理得010x y e x x -=⋅-②.由于切线①②重合，故()01001x x e x --=-，即()010010x x e x --⋅-=③.构造函数()()11x h x x ex -=--，则()'11x h x xe -=-，()()''11x h x x e -=+，故当1x <-时()()'''0,h x h x <递减、当1x >-时()()'''0,h x h x >递增，注意到当0x <时()'0h x <，且()'10h =，所以当1x <时()()'0,h x h x <递减，当1x >时，()()'0,h x h x >递增，而()()()22110,110,220h h h e e -=->=-<=->， 根据零点存在性定理可知在区间()()1,1,1,2-各存在()h x 的一个零点，也即()h x 有两个零点，也即方程③有两个根，也即曲线()f x 和曲线()g x 有两条公切线.故选：B 3.若函数()ln (0)f x x x =>与函数2()g x x a =+有公切线，则实数a 的最小值为（ ） A ．11ln 222-- B ．ln21--C ．12-D ．ln 2-【答案】A 【解析】 【分析】求出()f x 导数，设出切点，求出切线，将其与2()g x x a =+联立，通过判别式为零，可得切点坐标的关系式，整理得到关于一个坐标变量的方程，借助于函数的极值和最值，即可得到a 的最小值. 【详解】 解：'1()f x x=，设公切线与曲线()ln f x x =相切的切点为(),ln ,0m m m >， 则公共切线为()1ln y x m m m=-+， 即ln 0x my m m m --+=，其与2y x a =+相切， 联立消去y 得：2ln 0mx x am m m m -++-=， 则()14ln 0m am m m m ∆=-+-=有解， 即211ln 4a m m=-+有解， 令()211ln 4h m m m =-+，0m >， 则()2'33112122m h m m m m -=-+=，令232102m m -=，得2m =， 则()211ln 4h m m m =-+在20,2⎛ ⎝⎭上单调递减，在2,2⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递增， 则()2min 21212411ln 222h m h ==-+=⎝⎭⎝--⎭， 则11ln 222a --≥，所以实数a 的最小值为11ln 222--.故选：A.【题型八】 切线的应用：距离最值【典例分析】点P 在函数ln y x =的图像上，若满足到直线y x a =+的距离为1的点P 有且仅有1个，则a =（ ） A 21 B 21 C ．21-- D ．21【答案】B 【分析】先求导，设直线y x m =+与ln y x =相切于点00(,)x y ，利用导数几何意义和切点在曲线、直线上求得切点()1,0，再利用()1,0到直线y x a =+的距离为1，结合图象解得参数即可. 【详解】函数ln y x =的导函数为1y x=，设直线y x m =+与ln y x =相切于点00(,)x y ，则00000ln 11y x y x m x ⎧⎪=⎪⎪=+⎨⎪⎪=⎪⎩，解得切点为()1,0，由题可知()1,0到直线y x a =+的距离为1， 12=，解得21a =，结合图象可知，21a =. 故选：B.【变式演练】1.点A 在直线y ＝x 上，点B 在曲线ln y x =上，则AB 的最小值为（ ）A ．22B ．1C 2D ．2【答案】A 【分析】设平行于直线y ＝x 的直线y ＝x ＋b 与曲线ln y x =相切，将题意转化为两平行线间的距离，由导数的几何意义可得b 的值，进而可得结果. 【详解】设平行于直线y ＝x 的直线y ＝x ＋b 与曲线ln y x =相切， 则两平行线间的距离即为AB 的最小值．设直线y ＝x ＋b 与曲线ln y x =的切点为(,ln )m m ， 则由切点还在直线y ＝x ＋b 上可得ln m m b =+， 由切线斜率等于切点的导数值可得11m=， 联立解得m ＝1，b ＝－1，由平行线间的距离公式可得AB 2221(1)=+-， 故选：A.2.已知点M 在函数()x f x e =图象上，点N 在函数()ln g x x =图象上，则||MN 的最小值为（ ） A ．1 B 2C ．2 D ．3【答案】B 【分析】根据函数()x f x e =与函数()ln g x x =互为反函数，将问题转化为求函数()x f x e =的图象与直线y x =平行的切线的切点00(,)x y 到直线y x =的距离的两倍，利用导数求出切点坐标，根据点到直线的距离公式可得结果. 【详解】因为函数()x f x e =与函数()ln g x x =互为反函数，它们的图象关于直线y x =对称，所以||MN 的最小值为函数()x f x e =的图象上的点M 到直线y x =的距离的2倍，即为函数()x f x e =的图象与直线y x =平行的切线的切点00(,)x y 到直线y x =的距离的两倍，因为()x f x e '=，所以函数()x f x e =的图象上与直线y x =平行的切线的斜率01x k e ==，所以00x =，所以切点为(0,1)，它到直线y x =的距离211d =+ 所以||MN 2 故选：B. 3.抛物线上的一动点到直线距离的最小值是A ．B ．C ．D ．【答案】A 【详解】试题分析：对y=x 2求导可求与直线x -y -1=0平行且与抛物线y=x 2相切的切线方程，然后利用两平行线的距离公司可得所求的最小距离d ．解：（法一）对y=x 2求导可得y′=2x ，令y′=2x=1可得x=∵与直线x -y -1=0平行且与抛物线y=x 2相切的切点（，），切线方程为y -=x -即x -y -=0由两平行线的距离公司可得所求的最小距离d=，故选A.【题型九】 切线的应用：距离公式转化型【典例分析】若12,x x R ∈，则()()212212e e x x x x -+-的最小值是 A ．1 B ．2 C ．3 D ．4【答案】B 【分析】原题等价于函数x y e =上的点()11,x A x e 与函数ln y x =上的点()22,xB e x 间的距离最小值的平方，结合两个函数关于y x =对称，将其转化为函数ln y x =与y x =的距离的最小值2倍的平方，利用导数求切线方程最后转化求两平行线间的距离平方即可. 【详解】由题意可转化为点()11,x A x e 与点()22,xB e x 间的距离最小值的平方，点A 在函数x y e =上，点B 在函数ln y x =上，这两个函数关于y x =对称， 所以转化为函数ln y x =与y x =的距离的最小值2倍的平方，此时11y x '==，∵ln y x =斜率为1的切线方程为1y x =-，它与y x =2 故原式的最小值为2.故选：B .【变式演练】1.若12,x x R ∈，则()()212212e e x x x x -+-的最小值是 A ．1 B ．2 C ．3 D ．4【答案】B 【分析】原题等价于函数x y e =上的点()11,x A x e 与函数ln y x =上的点()22,xB e x 间的距离最小值的平方，结合两个函数关于y x =对称，将其转化为函数ln y x =与y x =的距离的最小值2倍的平方，利用导数求切线方程最后转化求两平行线间的距离平方即可. 【详解】由题意可转化为点()11,x A x e 与点()22,xB e x 间的距离最小值的平方，点A 在函数x y e =上，点B 在函数ln y x =上，这两个函数关于y x =对称， 所以转化为函数ln y x =与y x =的距离的最小值2倍的平方， 此时11y x'==， ∵ln y x =斜率为1的切线方程为1y x =-，它与y x =2 故原式的最小值为2. 故选：B .2.设0b <，当224()()a b a b++-取得最小值c 时，函数()||||f x x b x c =-+-的最小值为___________.【答案】10 【分析】224()()a b a b ++-表示点(,)a a 与点4(,)b b -距离的平方，而点(,)a a 是直线y x =上任一点，点4(,)b b-（0b <）是反比例函数4y x=-在第四象限上的点，然后由反比例函数和正比例函数的性质可求得0,2a b ==-，从而得8c =，再利用绝对值三角不等式可求出函数()f x 的最小值 【详解】解：224()()a b a b++-表示点(,)A a a 与点4(,)B b b -距离的平方，而点A 是直线y x =上任一点，点B 是反比例函数4y x =-在第四象限上的点，当B 是斜率为1的直线与4y x=-相切的切点时，点B 到直线y x =的距离即为||AB 的最小值， 由2244,|1,2(0),(2,2)x b y y b b B x b ='='==∴=>-， min ||22,82AB c ∴===， 所以()|||||2||8|(2)(8)10f x x b x c x x x x =-+-=++-≥+--=， 当且仅当28x -≤≤取等号，所以函数()||||f x x b x c =-+-的最小值为10， 故答案为：103.已知a R ∈，b R ∈()()221ba b a e -+--______．2【分析】利用算术根的几何意义，把所求转化为两个图形上点的距离最小值即可作答. 【详解】()()221ba b a e-+--(),1a a -到点(),bb e 的距离，而点(),1a a -的轨迹是直线1y x =-，点(),b b e 的轨迹是曲线()xf x e =，则所求最小值可转化为曲线()x f x e =上的点到直线1y x =-距离的最小值，而曲线()xf x e =在直线1y x =-上方，平移直线1y x =-使其与曲线()xf x e =相切，则切点到直线1y x =-距离即为所求，设切点00(,)xx e ，()x f x e '=，由()001x f x e '==得00x =，切点为(0,1)则(0,1)到直线1y x =-距离2221(1)d ==+-2【题型十】 切线的应用：恒成立求参等应用【典例分析】已知a 为实数，则“e x ax >对任意的实数x 恒成立”是“02a <<”的（ ） A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件 D ．既不充分也不必要条件【答案】B 【分析】先根据导数的几何意义求出直线y kx =与曲线x y e =相切时k 的值，再数形结合将e x ax >对任意的实数x 恒成立转化为0a e ≤<，最后判断充要关系即可得解. 【详解】设直线y kx =与曲线x y e =相切，且切点为()00,xx e ， 则000xx k e e kx ⎧=⎪⎨=⎪⎩，解得01x =，所以切点为()1,e ，k e =，所以切线方程为y ex =.数形结合可知，e x ax >对任意的实数x 恒成立等价于0a e ≤<.而由0a e ≤<不能得到02a <<，故充分性不成立； 反之，由02a <<可得到0a e ≤<，故必要性成立.故选：B .【变式演练】1.已知函数()(0,1)x f x a a a =>≠的图象在(0,1)处的切线方程为21y x =+，若()f x mx x ≥+恒成立，则m 的取值范围为（ ） A ．[]1,21e -- B ．(,21]e -∞- C ．[]1,1e -- D ．(,1]e -∞-【答案】A 【分析】由题意求得a ，代入函数解析式，把问题转化为2x e mx x +恒成立，对x 分类讨论，分离参数m ，再由导数求最值得答案． 【详解】解：因为()x f x a =，所以()ln x f x a a '=，又函数()f x 的图象在(0,1)处的切线方程为21y x =+，所以0(0)ln 2f a a '==，解得2e a =，所以2()e x f x =，因为()f x mx x ≥+恒成立，所以2e x mx x ≥+恒成立． 当0x =时，0e 0≥成立．当0x ≠时，令2e ()1x g x x =-，则22e (21)()x x g x x -'=． 当1(,0)0,2x ⎛⎫∈-∞⋃ ⎪⎝⎭时，()0g x '<，()g x 在(,0)-∞和10,2⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减．当1,2x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时，()0g x '>，()g x 单调递增，当0x >时，e 1xm x ≤-恒成立，所以2mine 112e 12x m g x ⎛⎫⎛⎫≤-==- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭； 当0x <时，2e 1xm x ≥-恒成立，而2e ()11xg x x=-<-，所以1m ≥-．综上，12e 1m ≤≤-一，所以m 的取值范围为[1,2e 1]--．故选：A 2.若曲线ln y x =在点()11,P x y 处的切线与曲线x y e =相切于点()22,Q x y ，则12111x x x ++=-__________. 【答案】0 【分析】利用导数的几何意义分别求解出ln y x =在点()11,P x y 处的切线方程以及x y e =在点()22,Q x y 处的切线方程，根据两切线重合，求解出12,x x 之间的关系式，由此可化简计算出12111x x x ++-的值. 【详解】ln y x =的导数为1y x'=，可得曲线ln y x =在点()11,P x y 处的切线方程为()1111ln y x x x x -=-， x y e =的导数为e x y '=，可得曲线x y e =在点()22,Q x y 处的切线的方程为()222x xy e e x x -=-，由两条切线重合的条件，可得211x e x =，且()212ln 11xx e x -=-，则21ln x x =-，即有()1111ln 11ln x x x -=+，可得1111ln 1x x x +=-，则121111ln ln 01x x x x x ++=-=-.故答案为:03.已知函数()ln f x x =，()1g x ax =+，若存在01x e≥使得()()00f x g x =-，则实数a 的取值范围是（ ） A ．212,e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B ．21,2e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C ．21,2e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．21,2e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】B 【分析】利用()()00f x g x =-，把问题转化为ln y x =与1y ax =-+在1x e≥有交点，利用数形结合进行分析，即可求解 【详解】()()00f x g x =-，所以，00ln 1x ax =-+，即ln y x =与1y ax =-+在1x e≥有交点，分情况讨论：∵直线1y ax =-+过点1(,1)e -，即11ae-=-+，得2a e =；∵直线1y ax =-+与ln y x =相切，设切点为(,)m n ，得1ln 1am ma m -+=⎧⎪⎨-=⎪⎩⇒221m e a e ⎧=⎪⎨=-⎪⎩，切点为2(,2)e ，故实数a 的取值范围是21,2e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦故选：B【题型十一】 切线的应用：零点等【典例分析】已知函数()f x 满足1()()f x f x =，当[1,3]x ∈时，()ln f x x =，若在区间1[,3]3内，函数()()g x f x ax =-与x 轴有三个不同的交点，则实数a 的取值范围是 ．【答案】ln 31[,)3e 【解析】试题分析：由题意知，ln ,[1,3]()12ln ,[,1)3x x f x x x ∈⎧⎪=⎨-∈⎪⎩， ∵在区间1[,3]3内，函数()()g x f x ax =-与x 轴有三个不同的交点，∴函数ln ,[1,3]()12ln ,[,1)3x x f x x x ∈⎧⎪=⎨-∈⎪⎩与y ax =在区间1[,3]3内有三个不同的交点，合图象可知，当直线y ax =与()ln f x x =相切时，ln 1x x x =，解得：x e =；此时1a e =；当直线y ax =过点(3,ln 3)时，ln 33a =；故ln 313a e≤<.【变式演练】1.已知函数sin(),2,2()2223sin(),2,2()222x x k k k z y x x k k k z ππππππππππ⎧⎡⎫+∈-+∈⎪⎪⎢⎪⎣⎭=⎨⎡⎫⎪-+∈++∈⎪⎢⎪⎣⎭⎩的图象与直线(2)(0)y m x m =+>恰有四个公共点11(,)A x y ，22(,)B x y ，33(,)C x y ，44(,)D x y ，其中1334x x x x <<<，则44(2)tan x x +=______. 【答案】1-函数的图象如下图所示：直线(2)(0)y m x m =+>过定点(2,0)-，当3,22x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，()cos f x x =-，()sin f x x '=，由图象可知切点坐标为()44,cos x x -， 切线方程为：()444cos sin y x x x x +=-，又因为切线过点(2,0)-，则有()444cos sin 2x x x =--，即44(2)tan 1.x x +=-2.关于x 的方程sin ((0,1))kx x k =∈在(3,3)ππ-内有且仅有5个根，设最大的根是α，则α与tan α的大小关系是 A ．tan αα> B ．tan αα<C ．tan αα=D ．以上都不对【答案】C 【分析】由题，先做出图像，然后找到最大根α，利用斜率公式可得α与tan α的大小关系. 【详解】由题意作出y kx =与sin y x =在(3,3)ππ-的图象，如图所示：∵方程sin ((0,1))kx x k =∈在(3,3)ππ-内有且仅有5个根，最大的根是α. ∵α必是y kx =与sin y x =在(2,3)ππ内相切时切点的横坐标设切点为()00,x y ， 052,2x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，则0x α=，斜率0cos k x =则000sin cos cos tan y x x ααααα=∴=⋅∴= 故选C.3.已知函数()f x 满足()()11f x f x +=-，且21,x e ⎡⎤∈⎣⎦时，()ln f x x =，若22,1x e ⎡⎤∈-⎣⎦时，方程()()2f x k x =-有三个不同的根，则k 的取值范围为（ ） A ．221,e e ⎛⎤ ⎥⎝⎦B ．1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C ．212,e e ⎛⎤-- ⎥⎝⎦D ．1,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】C 【分析】由()()11f x f x +=-，可得函数()f x 的图像关于直线1x =对称，由此可画出函数图像，而直线()2y k x =-为过定点()2,0的一条直线，当直线与当22,1x e ⎡⎤∈-⎣⎦时的函数()f x 的图像相切时，直线与()f x 在22,1e ⎡⎤-⎣⎦的图像有两个公共点，然后利用导数求出切线的斜率，再结合图像可得答案 【详解】因为()()11f x f x +=-，所以函数()f x 的图像关于直线1x =对称.当21,x e ⎡⎤∈⎣⎦时，()ln f x x =，则当22,1x e ⎡⎤∈-⎣⎦时，()f x 的图像如图所示，直线()2y k x =-为过定点()2,0的一条直线.当直线与当22,1x e ⎡⎤∈-⎣⎦时的函数()f x 的图像相切时，直线与()f x 在22,1e ⎡⎤-⎣⎦的图像有两个公共点.当22,1x e ⎡⎤∈-⎣⎦时，函数()()()2ln 2f x f x x =-=-，()12x f x '=-， 设切点为()()00,ln 2x x -，切线的斜率012k x =-， 则切线方程为()()0001ln 22y x x x x --=--，把点()2,0代入得02x e =-，所以1k e=-； 当直线过点()22,2e -时，22k e =-，所以k 的取值范围为212,e e ⎛⎤-- ⎥⎝⎦，故选：C.【课后练习】1.已知函数()ln()f x a x =+在()()0,0f 处的切线方程为y x =，则满足()021f x ≤-≤的x 的取值范围为_________. 【答案】[2,1]e + 【分析】 因为1()f x a x'=+，可得1(0)1f a '==，即1a =，所以()ln(1)f x x =+，()f x 是(1,)-+∞上的增函数，结合已知，即可求得答案. 【详解】1()f x a x '=+，1(0)1f a'∴==，1a ，∴()ln(1)f x x =+，()f x 是(1,)-+∞上的增函数，又()00f =，(1)ln(11)1f e e -=-+=，∴021x e ≤-≤-，21x e ∴≤≤+.即[2,1]e +故答案为：[2,1]e +2.已知函数()2ln xf x ax x=-，若曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线与直线210x y -+=平行，则a =______. 【答案】12-【分析】根据函数()2ln xf x ax x=-，求导，再根据曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线与直线210x y -+=平行，由()1122f a '=-=求解.【详解】因为函数()2ln x f x ax x =-，所以()21ln 2xf x ax x-'=-， 又因为曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线与直线210x y -+=平行， 所以()1122f a '=-=，解得12a =-，故答案为：12-3.已知过点(,0)A a 作曲线:x C y x e =⋅的切线有且仅有1条，则实数a 的取值是（ ） A ．0 B ．4 C ．0或-4 D ．0或4【答案】C 【解析】 【分析】求出导函数，转化求解切线方程，通过方程2000x ax a --=有两个相等的解，推出结果即可．【详解】设切点为000(,)xx x e ，且函数x y x e =⋅的导数(1)xy x e '=+⋅，所以000|(1)xx x y x e ='=+⋅，则切线方程为00000(1)()x x y x e x e x x -=+⋅-，切线过点(,0)A a ，代入得00000(1)()x x x ex e a x -=+⋅-，所以2001x a x =+，即方程2000x ax a --=有两个相等的解，则有240a a ∆=+=，解得0a =或4a =， 故选C ．4.已知直线0x y -=是函数ln ()a xf x x=图像的一条切线（且关于x 的方程(())f f x t =恰有一个实数解（则（ （ A ．{}ln 2t e ∈ B ．[0,ln 2]t e ∈C ．[0,2]t ∈D ．(,0]t ∈-∞【答案】A【解析】设切点坐标000alnx x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭，2a alnx y x -='则切线方程为()000200alnx a alnx y x x x x --=- 又直线0x y -=是函数()alnxf x x=图像的一条切线∵切线过()00，代入 解得0x e =，则切点坐标为e e ，代入解得2a e =故()2ln e xf x x =∵()()221e lnx f x x'-=令()0f x '=∵x e =为()f x 的极大值 又()()f f x t =恰有一个实数解∵则()() 2t f f e eln ==故选A5.．函数()ln f x x =在点()()00,P x f x 处的切线l 与函数()xg x e =的图象也相切，则满足条件的切点P 的个数有（ ）A.0个B.1个C.2个D.3个 【答案】C 【解析】试题分析:设切点分别为),(11y x P 或),(22y x P ,因x e x g xx f ==)(,1)(//,故211x e x k ==,由此可得k x k x ln ,121==,切线方程分别为)1(1ln kx k k y -=-和)ln (k x k k y -=-.由题设可得k k k k ln 1ln +-=+,即1ln )1(+=-k k k ,也即11ln -+=k k k ,由题意这个方程解的个数就是点P 的个数.在平面直角坐标系中画出函数k y ln =和函数11-+=k k y 的图象,结合图象可以看出两函数的图象有两个不同的正根,故切点的个数有两个,应选C.考点：导数的几何意义及函数的图象和性质的综合运用.6.已知过点(),0M m 作曲线C ：ln y x x =⋅的切线有且仅有两条，则实数m 的取值范围是______. 【答案】()1,+∞ 【分析】设切点为()00,x y ，求导得斜率，然后利用点斜式得切线方程，将点M 代入整理得00ln 1x m x =+，使得方程关于0x 有两解，构造函数()()0ln 1xg x x x =>+，利用导数研究函数的单调性和极值，求出()min g x ，即可求得实数m 的取值范围.解：由题可知，曲线C ：ln y x x =⋅，定义域为()0,∞+，则ln 1yx ，设切点为()00,x y ，则切线斜率为：0ln 1k x =+，切线方程为：()()000ln 1y y x x x -=+-， 将(),0M m 代入切线方程得：()()000ln 1y x m x -=+-， 又因为000ln y x x =⋅，所以00ln 0m x m x +-=，整理得：00ln 1x m x =+，由于过点(),0M m 作曲线C ：ln y x x =⋅的切线有且仅有两条，即00ln 1x m x =+有两个解，可设()()0ln 1x g x x x =>+，则()()2ln ln 1x g x x '=+，令()0g x '=，即ln 0x =，解得：1x =， 令()0g x '<，即ln 0x <，得：1x <，所以()0,1x ∈时，()f x 单调递减， 令()0g x '>，即ln 0x >，得：1x >，所以()1,x ∈+∞时，()f x 单调递增，Oyk所以()()min 11g x g ==， 所以当1m 时，00ln 1x m x =+有两个解，即过点(),0M m 作曲线C ：ln y x x =⋅的切线有且仅有两条， 则实数m 的取值范围是：()1,+∞. 故答案为：()1,+∞.7.．已知函数21()44,()f x x x g x x -=-+=（则()f x 和()g x 的公切线的条数为 A ．三条 B ．二条C ．一条D ．0条【答案】A 【解析】 【分析】分别设出两条曲线的切点坐标，根据斜率相等得到方程328810n n -+=，构造函数()()()32881,832f x x x f x x x +='=--，研究方程的根的个数，即可得到切线的条数.【详解】设公切线与()f x 和()g x 分别相切于点()()()()(),,,,24m f m n f n f x x =-'，()()()()()2,g n f m g x x g n f m n m--=-==''-'，解得222n m -=-+，代入化简得328810n n -+=，构造函数()()()32881,832f x x x f x x x +='=--，原函数在()22-00+33⎛⎫⎛⎫∞∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，，，，，，极大值()200,03f f ⎛⎫>< ⎪⎝⎭极小值，故函数和x 轴有交3个点，方程328810n n -+=有三解，故切线有3条. 故选A.8.若两曲线21y x =-与ln 1y a x =-存在公切线，则正实数a 的取值范围是__________． 【答案】(0,2]e 【解析】设两个切点分别为1122(,),(,)A x y B x y ,两个切线方程分别为2111(1)2()y x x x x --=-,222(ln 1)()a y a x x x x --=-,化简得2112221,ln 1ay x x x y x a x a x =--=+--两条切线为同一条.可得122212{ln a x x a x a x =-=-, ,2224(ln 1)a x x =--,令22()44ln (0)g x x x x x =->，()4(12ln )g x x x =-'，所以g(x)在)e 递增，,)e +∞递减，max ()()2g x g e e ==． 所以a ∈(]0,2e ，填(]0,2e ．9.已知函数()21f x x =+，()ln g x x =，若曲线()y f x =与()y g x =的公切线与曲线()y f x =切于点()11,x y ，则()211ln 2x x -=___________.【答案】2 【解析】 【分析】根据导数的几何意义，可求出函数的切线，又由切线为公切线，故两切线重合，即可求解. 【详解】设公切线与曲线()y g x =切于点()22,ln x x ，()()1'2,f x x g x x'==则曲线()y f x =在点()211,1x x +处的切线方程为()()211112y x x x x -+=-，即21121y x x x =-+，曲线()y g x =在点()22,ln x x 处的切线方程为22ln 1xy x x =+-， 所以12212121ln 1x x x x ⎧=⎪⎨⎪-+=-⎩，所以()211ln 22x x -=.故答案为：210.已知ln 0a b -=，1c d -=，求22()()a c b d -+-的最小值________. 【答案】2 【分析】将问题转化为曲线ln y x =上的点到直线10x y -+=上的点的距离的平方的最小值，结合导数以及点到直线距离公式求得最小值. 【详解】依题意得ln a b =，10d c -+=，则(),b a 是曲线ln y x =上的点，(),d c 是直线10x y -+=上的点，所以22()()a c b d -+-可看成曲线ln y x =上的点到直线10x y -+=上的点的距离的平方. 直线10x y -+=的斜率为1， '1ln y x y x =⇒=，令'111y x x==⇒=，所以过曲线ln y x =上一点()1,0的切线与直线10x y -+=平行， 点()1,0到直线10x y -+=10122-+=因此22()()a c b d -+-的最小值为222=.故答案为：2 11.已知方程cos (0)x k k x=>有且仅有两个不同的实数解θ，()ϕθϕ>，则以下有关两根关系的结论正确的是A ．cos sin ϕϕθ=B ．sin cos ϕϕθ=-C ．cos cos θθϕ=D ．sin sin θθϕ=-【答案】A 【分析】 方程cos (0)x k k x=>有且仅有两个不同的实数解，等价于()cos ,,0y x y kx k ==>的图象有且仅有两个不同的交点（原点除外），数形结合可得y kx =与cos y x =-相切时符合题意，根据导数的几何意义以及直线的斜率公式可得结果. 【详解】方程cos (0)x k k x=>有且仅有两个不同的实数解，等价于()cos ,0x kx k =>有且仅有两个不同的实数解，即()cos ,,0y x y kx k ==>，有且仅有两个不同的交点（原点除外）. 画图cos y x =，y kx =的图象.由图可知，y kx =与cos y x =-相切时符合题意， 设()cos f x x =-， ()'sin ,f x x =因为θϕ>，所以θ为切点横坐标，且ϕ是直线y kx =与cos y x =的交点横坐标， 因为切线过原点，所以切线斜率k cos cos sin θϕθθϕ-===，所以cos sin ϕθϕ=，故选A.。
切线、公切线与切线逼近型汇编+(解析版)
切线、公切线与切线逼近型汇编目录题型一：有切点切线方程题型二：无切点型切线关系题型三：“在点”型切线求参题型四：“过点”型切线方程题型五：“过点”型切线条数判断题型六：“过点”型切线条数求参题型七：三角函数型切线综合应用题型八：函数公切线题型九：函数公切线求参数范围题型十：函数公切线条数判断题型十一：公切线综合题型十二：切线逼近求零点题型十三：双切线存在性题型十四：切线逼近：不等式整数解求参题型一：有切点切线方程1(2023·全国·三模)已知定义域为R的函数f x 的图像关于原点对称，且f3-x+f-x=0，若曲线y=f x 在6,f6处切线的斜率为4，则曲线y=f x 在-2022,f-2022处的切线方程为()A.y=-4x-8088B.y=4x+8088C.y=-14x-10112D.y=14x+10112【答案】B【详解】因为定义域为R的函数f x 的图像关于原点对称，所以f0 =0，因为f3-x+f-x=0，f6-x+f3-x=0，两式相减可得，f6-x=f-x，故T=6，故f-2022=f0 =0；因为f -2022=f 0 =f 6 =4，故所求切线方程为y=4x+8088，故选：B．【点睛】本题考查函数的奇偶性和周期性，以及导函数的周期性，求原函数的切线问题，属于较难题.2(21-22高三下·福建莆田·阶段练习)函数f x =ln x+ax3的图象在点P1,f(1)切的切线分别交x 轴，y 轴于A 、B 两点，O 为坐标原点，2OP =OA +OB，则a =()A.-32B.-14C.14D.32【答案】B【详解】f x =ln x +ax 3，f 'x =1x+3ax 2，故f '1 =1+3a ，f 1 =a ，P 1,a ，故切线方程为：y =1+3a x -1 +a ，故A 1+2a1+3a ,0，B 0,-1-2a .2OP =OA +OB ，即2,2a =1+2a 1+3a ,-1-2a ，解得a =-14.故选：B .【点睛】本题考查了切线方程，向量运算，意在考查学生的计算能力和综合应用能力.3(21-22高三上·河南·阶段练习)已知f x 是定义在R 上的单调函数，满足f f x -e x =1，则f x 在(0,f (0))处的切线方程为()A.y =x +1B.y =x -1C.y =-x +1D.y =-x -1【答案】A【分析】由f x 是定义在R 上的单调函数，满足f f x -e x =1，可得f x -e x 为一固定的数，可设a =f x -e x ，则有f a =1，可得函数的解析式，求解出切线斜率和切点，可得答案.【详解】由题意可得f x -e x 为一固定的数，设a =f x -e x ，则有f a =1.由a =f x -e x 可得f x =a +e x ，当x =a 时，有f a =a +e a =1，解得a =0.∴f x =e x ， ∴f x =e x ．∴f 0 =e 0=1，又f 0 =e 0=1．∴曲线f x 在0,f 0 处的切线方程为y -1=x ，即y =x +1．故选：A ．4(2024·海南海口·二模)已知函数f x 的定义域为R ，f x +1 是偶函数，当x <12时，f x =ln 1-2x ，则曲线y =f x 在点2,f 2 处的切线斜率为()A.25B.-25C.2D.-2【答案】C【详解】因为f x +1 是偶函数，所以函数f x 的图象关于x =1对称，则f 2-x =f x ，当x >32时，∴2-x <12，∴f 2-x =ln 1-22-x =ln 2x -3 ，∴f x =ln 2x -3 ，则f x =22x -3，∴f 2 =2，即曲线y =f x 在点2,f 2 处切线的斜率为2.故选：C .5(23-24高二下·山西运城·开学考试)定义在R 上的偶函数f (x )满足f (2-x )+f (x )=0，且当x ∈[0,1)时，f (x )=x -1，则曲线y =f (x )在点-94,f -94 处的切线方程为.【答案】4x -4y +11=0【详解】因为f x 是R 上的偶函数，且f 2-x +f x =0，所以f x =-f 2-x =-f x -2 ⇒f x -2 =-f x ，所以f x -4 =-f x -2 =f x ，即f x 为周期函数，且周期为4.设x ∈1,2 ，则2-x ∈0,1 ，由f x =-f 2-x =-2-x -1 =1-2-x ；设x ∈-3,-2 ，则x +4∈1,2 ，由f x =f x +4 =1-2-x +4 =1--2-x .当x ∈-3,-2 时，f x =-12·1-x -2·-1 =12·1-x -2.所以：f -94=1-94-2=1-12=12，f -94 =12·194-2=1.所以曲线y =f x 在点-94,f -94 处的切线方程为：y -12=1·x +94⇒4x -4y +11=0.故答案为：4x -4y +11=0【点睛】方法点睛：该问题的解决方法可以有两种思路：(1)求出函数在区间-3,-2 上的解析式，可得f -94 和f -94，进而求出所求的切线方程；(2)利用函数的对称性和周期性，先求f -94=f 74 =-f 14 得到切点，再根据f x 的图象关于1,0 点对称，则f x 关于x =1轴对称，所以f -94=f 74 =f 14 得切线斜率，可得所求切线方程.题型二：无切点型切线关系1(2024·湖北·模拟预测)设D =x -a2+e x -2a 2+a +1，其中e ≈2.71828，则D 的最小值为()A.2 B.2+1C.3D.3+1【答案】A【详解】令Q x ,e x ，P a ,2a ，则点Q 在函数f x =e x 图象上，P 在函数g x =2x 的图象上，容易知道g x =2x 图象是抛物线y 2=4x 图象的上半部分，记抛物线焦点为F 1,0 ，过 P 作抛物线的准线l :x =-1的垂线，垂足为M ，如图所示：则D =x -a2+e x -2a 2+a +1=PQ +PM =PQ +PF ≥FQ ，当且仅当P 在线段 FQ 上时，取最小值.设这时Q 点坐标为Q x 0,e x 0，又f x =e x ，所以有e x 0⋅e x 0-0x 0-1=-1⇒e 2x 0=1-x 0，解得x 0=0 ，即该点为0,1 ，所以FQ ≥1-02+0-1 2=2，因此D min =2.故选：A .【点睛】关键点点睛：本题关键点在于数形结合，将D 的值转化为点到点的距离与点到直线的距离之和的问题.2(2020·北京·二模)点P 在函数y =ex 的图象上．若满足到直线y =x +a 的距离为2的点P 有且仅有3个，则实数a 的值为()A.22B.23C.3D.4【答案】C【解析】要满足到直线y =x +a 的距离为2的点P 有且仅有3个，则需要直线与函数y =ex 的图象相交，而且点P 在函数y =ex 的图象上满足在直线一侧一个点到直线距离为2，另外一侧两个点到直线距离为2．于是就涉及到切线问题，需要求导数，求切点．从而解决问题．【详解】过函数y =ex 的图象上点P (x 0，y 0)作切线，使得此切线与直线y =x +a 平行∵y ′=ex ，于是e x 0=1，则x 0=0，y 0=1∴P (0，1)，于是当点P 到直线y =x +a 的距离为2时，则满足到直线y =x +a 的距离为2的点P 有且仅有3个，∴d =-1+a1+1=2，解得a =-1或a =3又当a =-1时，函数y =ex 的图象与直线y =x -1相切，从而只有两个点到直线距离为2，所以不满足；故a =3．故选：C ．【点睛】本题考查利用导数求切线切点，以及曲线与直线的位置关系的综合应用，难度较大.3(21-22高三·重庆·阶段练习)已知函数f (x )=x -ln x ，若f (x )在x =x 1和x =x 2(x 1≠x 2)处切线平行，则A.1x 1+1x 2>12 B.x 1x 2<128C.x 1+x 2<32D.x 21+x 22>512【答案】D【解析】求函数导数，进而利于导数的几何意义得切线斜率，列方程化简，结合基本不等式可得解.【详解】由f (x )=x -ln x ，得f '(x )=12x-1x(x >0)，∴12x 1-1x 1=12x 2-1x 2，整理得：x 2-x 12x 1x 2=x 2-x 1x 1x 2，则1x 1+1x 2=12，∴12=1x 1+1x 2≥21x 1x 2，则1x 1x 2≤116，∴x 1x 2≥256，∵x 1≠x 2，∴x 1x 2>256.∴x 21+x 22>2x 1x 2=512.故选D ．【点睛】本题主要考查了导数的几何意义及基本不等式，属于难题.4(2024高三下·全国·专题练习)已知三次函数f x 有三个零点x 1，x 2，x 3，且在点x i ,f x i 处切线的斜率为k i i =1,2,3 ，则1k 1+1k 2+1k 3=.【答案】0【详解】令f x =a x -x 1 x -x 2 x -x 3 ，其中a ≠0，x 1，x 2，x 3互不相等.则f x =a x -x 2 x -x 3 +x -x 1 x -x 3 +x -x 1 x -x 2 .1k 1+1k 2+1k 3=1a 1x 1-x 2 x 1-x 3 +1x 2-x 1 x 2-x 3 +1x 3-x 1 x 3-x 2 =x 2-x 3+x 3-x 1+x 1-x 2a x 1-x 2 x 1-x 3 x 2-x 3=0.故答案为：0.5(23-24高二下·北京·期中)已知函数f x =a x -x 1 x -x 2 x -x 3 a >0 ，设曲线y =f x 在点x i ,f x i 处切线的斜率为k i i =1,2,3 ，若x 1，x 2，x 3均不相等，且k 2=-2，则1k 1+1k 3=.【答案】12/0.5【详解】f x =a x -x 1 x -x 2 x -x 3 +a x -x 1 x -x 2 x -x 3=a 2x -x 1+x 2 x -x 3 +a x -x 1 x -x 2 .由k 2=-2，则a 2x 2-x 1+x 2 x 2-x 3 +a x 2-x 1 x 2-x 2 =2，即a x 2-x 3 x 2-x 1 =-2，又k 1=a x 1-x 2 x 1-x 3 ，k 3=a x 3-x 1 x 3-x 2 ，由于x 1，x 2，x 3均不相等，则1k 1+1k 3=1a x 1-x 2 x 1-x 3 +1a x 3-x 1 x 3-x 2 =x 3-x 2 -x 1-x 2a x 1-x 2 x 1-x 3 x 3-x 2=x 3-x 1-2x 1-x 3=12故答案为：12题型三：“在点”型切线求参1(22-23高二下·广东广州·期末)已知曲线y=x+ln x在点1,1处的切线与曲线y=ax2+a+4x +ln x-1只有一个公共点，则实数a的取值范围是()A.a≥0B.a≥0或a=-1C.-1≤a≤0D.a≥-1【答案】B【详解】由题意y=x+ln x得y =1+1x，则y|x=1=2，故曲线y=x+ln x在点1,1处的切线方程为y-1=2(x-1)，即2x-y-1=0，而切线2x-y-1=0与曲线y=ax2+a+4x+ln x-1只有一个公共点，即2x-1=ax2+a+4x+ln x-1有且只有一正解，即ax2+a+2x+ln x=0有且只有一正解，令g(x)=ax2+a+2x+ln x,(x>0)，则g (x)=2ax+a+2+1x=2ax2+(a+2)x+1x=(2x+1)(ax+1)x，由于x>0，故2x+1>0，当a=0时，g (x)>0，g(x)在(0,+∞)上单调递增，且g(x)=2x+ln x,(x>0)，g1e2=2e2-2<0,g(1)=2>0，即g(x)在(0,+∞)上存在唯一零点，即ax2+a+2x+ln x=0有且只有一正解；当a>0时，g (x)>0，g(x)在(0,+∞)上单调递增，由于ax2+a+2x的最小值为-(a+2)24a<0，故当x趋向于0时，g(x)可取到负值，且g(1)=2a+2>0，故g(x)在(0,+∞)上存在唯一零点，即ax2+a+2x+ln x=0有且只有一正解；当a<0时，当0<x<-1a时，g(x)>0，g(x)在0,-1a上单调递增，当x>-1a时，g(x)<0，g(x)在-1a,+∞上单调递减，故g(x)max=g-1 a=-1a-1+ln-1a，令h(x)=ln x+x-1,(x>0)，则h(x)在(0,+∞)上单调递增，且h(1)=0，此时要使ax2+a+2x+ln x=0有且只有一正解，故需-1a-1+ln-1a=0,∴a=-1，综合以上可知a≥0或a=-1，故选：B【点睛】难点点睛：根据导数的几何意义求出曲线y=x+ln x的切线方程，要保证切线与曲线y=ax2+a+4x+ln x-1只有一个公共点，关键就是转化为ax2+a+2x+ln x=0有且只有一正解，从而构造函数，分类讨论，结合导数解决问题.2(2022·山西晋城·一模)已知函数f x =ln x -x ，f x 的图像在点P 处的切线l 1与y 轴交于点A ，过点P 与y 轴垂直的直线l 2与y 轴交于点B ，则线段AB 中点M 的纵坐标的最大值是A.1-e2B.e -1C.2ln2-3D.ln2-32【答案】D【详解】设点P (x 0,ln x 0-x 0)(x 0>0)，∵f x =ln x -x ，∴f x =1x -1=1-xx ，∴f x 0 =1-x 0x 0，∴切线l 1的方程为y -(ln x 0-x 0)=1-x 0x 0(x -x 0)，令x =0，得y =ln x 0-1，故A (0,ln x 0-1)，又点B (0,ln x 0-x 0)，∴线段AB 中点M 的纵坐标t =12[(ln x 0-1)+(ln x 0-x 0)]=12(2ln x 0-x 0-1)，设g (x )=12(2ln x -x -1)(x >0)，则g (x )=122x -1 =2-x2x，故当0<x <2时，g (x )>0,g (x )单调递增；当x >2时，g (x )<0,g (x )单调递减．∴g (x )min =g (2)=12(2ln2-3)=ln2-32．选D ．3(2022·湖北·一模)已知函数f (x )=e x +ax 2(a ∈R )在点P (m ,f (m ))(m >1)处的切线为l ，若直线l 在y 轴上的截距恒小于1，则实数a 的取值范围是A.-12,+∞ B.[-1,+∞)C.-12,+∞ D.-1,-12【答案】B【详解】根据答案分析此题可用特殊值法：取a =-1,根据题意可得函数的切线方程为：y -(e m +am 2)=(e m +2am )(x -m )，故在y 轴的截距为：(1-m )e m -am 2，所以(1-m )e m -am 2<1恒成立(m >1),故令g (m )=(m -1)e m +am 2+1>0恒成立，g '(m )=m (e m +2a )，显然当a 取-1时，g '(m )>0，故g (m )在m ∈(1,+∞)单调递增，g (m )min =g (1)=0，故g (m )>0恒成立，故a 取-1成立，所以排除ACD ，选B点睛：对于12题这种压轴选择题，我们掌握一些做题技巧，巧借答案可根据备选答案去分析通过排除法轻而易举得出结论4(21-22高二上·河南商丘)设直线l 1、l 2分别是函数f (x )=|ln x |图象上点P 1、P 2处的切线，l 1与l 2垂直相交于点P ，则点P 横坐标的取值范围为()A.0,1B.(0,2)C.0,+∞D.(1,+∞)【答案】A【详解】解：设P 1x 1,y 1 ，P 2x 2,y 2 ，0<x 1<x 2 ，当0<x ≤1时，f (x )=-ln x ，f x =-1x；当x >1时，f (x )=ln x ，f x =1x ，若1<x 1<x 2，则k 1k 2=1x1⋅1x 2=1x 1x 2≠-1，不合题意；若0<x 1<x 2≤1，则k 1k 2=-1x 1⋅-1x 2=1x 1x 2≠-1，不合题意；∴0<x 1<1<x 2，l 1的斜率k 1=-1x 1，l 2的斜率k 2=1x 2，∵l 1与l 2垂直， ∴k 1k 2=-1x 1x 2=-1，即x 1x 2=1，∵直线l 1：y =-1x 1x -x 1 -ln x 1，l 2：y =1x 2x -x 2 +ln x 2，∴联立两直线l 1和l 2方程可得交点P 的横坐标为x =2x 1+x 2，∴x =2x 1+x 2=2x 1+1x1，∵函数y =x +1x 在0,1 上为减函数，且0<x 1<1，∴x 1+1x 1>1+1=2，则0<1x 1+1x1<12，∴0<2x 1+1x1<1．∴点P 横坐标的取值范围为0,1 ．故选：A ．5(2022全国·二模)设点P 在曲线y =ln x -1x +1上，点Q 在直线y =2x 上，则PQ 的最小值为A.2 B.1C.65D.255【答案】D【详解】先求曲线上切线斜率为2的点的横坐标：令y =1x +1x2=2，解得x =1，代入曲线方程求得y =0，故切点为1,0 ，斜率为2的直线方程为y =2x -1 ，将两条平行直线的方程化为一般式得2x -y =0,2x -y -2=0，故两平行直线的距离为0--25=255.故选D .【点睛】本小题主要考查利用导数求曲线和直线间的最短距离，它的主要思想方法是通过将直线平移到曲线上，使得平行直线和曲线相切，这个时候，两条平行线间的距离，就是曲线上的点和直线上的点的距离的最小值.在求切线的过程中，要把握住切点和斜率两个关键点.属于中档题.题型四：“过点”型切线方程1(22-23高二下·湖北咸宁·开学考试)过原点的直线m ,n 与分别与曲线f x =e x ，g x =ln x 相切，则直线m ,n 斜率的乘积为()A.-1B.1C.eD.1e【答案】B【详解】设f x ,g x 的切点分别为x 1,e x 1,x 2,ln x 2 ，由题意可得f x =e x ，g x =1x，所以f x 在x =x 1处的切线为y -e x 1=e x 1x -x 1 ，g x 在x =x 2处的切线为y -ln x 2=1x 2x -x 2 ，又因为两条切线过原点，所以0-e x 1=e x 10-x 1 0-ln x 2=1x 20-x 2，解得x 1=1x 2=e ，所以直线m ,n 斜率的乘积为f x 1 g x 2 =e 1×1e=1，故选：B2(22-23高三上·黑龙江哈尔滨·期末)过点P 1,0 可以作曲线f x =xe x 的两条切线，切点的横坐标分别为m ，n ，则m 2+n 2的值为()A.1B.2C.5D.3【答案】D【详解】f x =x +1 e x ，设切点为坐标x ,y ，则x +1 e x=y x -1=xe x x -1，即x 2-x -1 e x =0，则x 1+x 2=1,x 1⋅x 2=-1，由题意知x 2-x -1=0有两解，分别为m ，n ，故m 2+n 2=x 12+x 22=x 1+x 2 2-2x 1⋅x 2=1-2×-1 =3，故选：D .3(2022·河南·模拟预测)已知f x =12x 2-12x，过原点作曲线y =f x 的切线，则切点的横坐标为()A.232B.-232C.-32D.32【答案】C 【详解】由f x =12x 2-12x 得：f x =x +12x2；设切点坐标为x 0,12x 20-12x 0，∴f x 0 =x 0+12x 20，则切线方程为：y -12x 20+12x 0=x 0+12x 20x -x 0 ，∵切线过原点，∴-12x 20+12x 0=-x 0x 0+12x 20=-x 20-12x 0，解得：x 0=-32，即切点横坐标为-32.故选：C .4(2022·四川南充·三模)已知函数f x =x +1x，过点P 1,0 作函数y =f x 图象的两条切线，切点分别为M ，N ．则下列说法正确的是()A.PM ⊥PNB.直线MN 的方程为2x -y +1=0C.MN =210D.△PMN 的面积为32【答案】C【详解】因为f 1 =1+1=2，所以P 1,0 没有在函数的图象上，fx =1-1x 2=x 2-1x 2，设切点坐标为a ,b a ≠0 ，当a =1时，f 1 =2，x =1不与f x =x +1x相切，所以a ≠1，fa =a 2-1a 2=b a -1， 又因为a +1a =b ，解得a =-1±2，即-1-2,-22 ，-1+2,22 ，所以k PM ×k PN =222+2×222-2=-4≠-1，故A 错误；k NM =22+2222=2，所以直线MN 的方程为y =2x -1 ，即2x -y +2=0，故B 错误；MN =-1+2+1+2 2+22+22 2=210，故C 正确；P 1,0 到直线MN 的距离为d =2-0+24+1=455，所以△PMN 的面积为12MN d =12×210×455=42，故D 错误.故选：C .5(2022·河南商丘·三模)已知曲线y =x ln x -3x 2的一条切线在y 轴上的截距为2，则这条切线的方程为()A.4x -y -2=0B.5x -y -2=0C.4x +y -2=0D.5x +y -2=0【答案】D【详解】函数y =x ln x -3x 2的定义域为0,+∞ ，设切点坐标为x 0,x 0ln x 0-3x 02，因为y =ln x -6x +1，则切线斜率为ln x 0-6x 0+1，所以切线方程为y -x 0ln x 0+3x 20=ln x 0-6x 0+1 x -x 0 ，将点0,2 代入切线方程并整理得3x 20-x 0-2=0，解得x 0=1，或x 0=-23(舍去)，所以这条切线的方程为y +3=-5x -1 ，即5x +y -2=0．故选：D ．题型五：“过点”型切线条数判断1(2022·全国·模拟预测)过点P 0,b 作曲线y =xe x 的切线，当-4e 2<b <0时，切线的条数是()A.0B.1C.2D.3【答案】D【详解】设切点为m ,me m ，∵y =x +1 e x ，∴切线斜率k =m +1 e m ，∴切线方程为：y -me m =m +1 e m x -m ；又切线过P 0,b ，∴b =me m -m m +1 e m =-m 2e m ；设f m =-m 2e m ，则f m =-m m +2 e m ，∴当m ∈-∞,-2 ∪0,+∞ 时，f m <0；当m ∈-2,0 时，f m >0；∴f m 在-∞,-2 ，0,+∞ 上单调递减，在-2,0 上单调递增，又f -2 =-4e 2，f 0 =0，f m ≤0恒成立，可得f m 图象如下图所示，则当-4e 2<b <0时，y =b 与f m 有三个不同的交点，即当-4e 2<b <0时，方程b =-m 2e m 有三个不同的解，∴切线的条数为3条.故选：D .2(2024·北京海淀·一模)已知f x =x 3,x ≤0lg x +1 ,x >0，函数f (x )的零点个数为m ，过点(0,2)与曲线y =f (x )相切的直线的条数为n ，则m ,n 的值分别为()A.1,1B.1,2C.2,1D.2,2【答案】B【详解】令f x =0，即x ≤0时，x 3=0，解得x =0，x >0时，lg x +1 =0，无解，故m =1，设过点(0,2)与曲线y =f (x )相切的直线的切点为x 0,y 0 ，当x <0时，f x =3x 2，则有y -x 30=3x 20x -x 0 ，有2-x 30=3x 20-x 0 ，整理可得x 30=-1，即x 0=-1，即当x 0<0时，有一条切线，当x >0时，f x =lg e x +1，则有y -lg x 0+1 =lg ex 0+1x -x 0 ，有2-lg x 0+1 =lg ex 0+1-x 0 ，整理可得2+lg e x 0+2-x 0+1 lg x 0+1 =0，令g x =2+lg e x +2-x +1 lg x +1 x >0 ，则g x =2-lg x +1 ，令g x =0，可得x=99，故当x∈0,99时，g x >0，即g x 在0,99上单调递增，当x∈99,+∞时，g x <0，即g x 在99,+∞上单调递减，由g99=2+lg e×99+2-200=99lg e>0，g0 =2-0=2>0，故g x 在x∈0,99上没有零点，又g999=2+lg e×999+2-1000×3=999lg e-1000<0，故g x 在99,999上必有唯一零点，即当x0>0时，亦可有一条切线符合要求，故n=2.故选：B.3(23-24高三上·湖北·期中)函数f(x)=x3+(a-1)x2-x+b为R上的奇函数，过点P-1 2 ,1作曲线y=f(x)的切线，可作切线条数为()A.1B.2C.3D.不确定【答案】A【详解】f(-x)=-x3+(a-1)x2+x+b=-f x =-x3-(a-1)x2+x-b，故a=1，b=0，f(x)=x3-x，f (x)=3x2-1，设切点为M x0,y0，则f (x0)=3x02-1=y0-1x0+12，且f(x0)=x30-x0=y0，整理得到x0+14x20-x0+1=0，解得x0=-1，f (-1)=2，故切线方程为y=2x+2，故选：A4(2023·吉林通化·模拟预测)若过点a,b可作曲线y=x2-2x的两条切线，则点a,b可以是()A.0,0B.1,1C.3,0D.3,4【答案】C【详解】设切点坐标为t,t2-2t，对函数y=x2-2x求导可得y =2x-2，所以，切线斜率为k=2t-2，所以，曲线y=x2-2x在点t,t2-2t处的切线方程为y-t2-2t=2t-2x-t，即y=2t-2x-t2，将点a,b的坐标代入切线方程可得b=2t-2a-t2，即t2-2at+2a+b=0，因为过点a,b可作曲线y=x2-2x的两条切线，则关于t的方程t2-2at+2a+b=0有两个不等的实数解，所以，Δ=4a2-42a+b>0，即a2-2a-b>0，即b<a2-2a，对于点0,0，0=02-2×0，A不满足；对于点1,1，1>12-2×1，B不满足；对于点3,0，0<32-2×3，C满足；对于点3,4，4>32-2×3，D不满足.故选：C.5(2024·全国·模拟预测)过坐标原点作曲线f x =e x x2-2x+2的切线，则切线共有() A.1条 B.2条 C.3条 D.4条【答案】A【详解】设切点为x0,e x0x20-2x0+2，由f x =e x x2-2x+2可得f x =x2e x，则过坐标原点的切线的斜率k=e x0x20-2x0+2x0=x20e x0，故x30-x20+2x0-1=0，即x0-1x20+2=0，解得x0=1，故过坐标原点的切线共有1条．故选：A．题型六：“过点”型切线条数求参1(23-24高二下·河北保定·期中)已知函数f x =x+1e x，若过P-1,t可做两条直线与函数f x 的图象相切，则t的取值范围为()A.4e ,+∞B.4eC.0,4eD.0,4e∪0 【答案】B【详解】设过点P-1,t的直线与函数f x =x+1e x的图象相切时的切点为a,b，则b=a+1e a，因为f x =x+1e x,f x =e x-x+1e xe2x=-xe x，所以切线方程为y-a+1e a=-ae ax-a，又P-1,t在切线上，所以t-a+1e a=-ae a-1-a，整理得t=(a+1)2e a，则过点P-1,t的直线与函数f x =x+1e x的图象相切的切线条数即为直线y=t与曲线g a =(a+1)2e a的图象的公共点的个数，因为g a =2a+1e a-(a+1)2e ae2a=-a+1a-1e a，令g a =0，得a=±1，所以，当a <-1时，g a <0,g a 单调递减；当-1<a <1时，g a >0,g a 单调递增；当a >1时，g a <0,g a 单调递减，因为g -1 =0,g 1 =4e，当a →+∞时g a →0，所以，函数g a 的图象大致如图：所以当t =4e时，图像有两个交点，切线有两条.故选：B .【点睛】关键点点睛：依题意求出切线方程，本题关键是将过点P -1,t 的直线与函数f x =x +1e x的图象相切的切线条数转化为直线y =t 与曲线g a =(a +1)2e a 的图象的公共点的个数，在利用导数研究函数g a 的图象.2(2023·全国·模拟预测)若过点m ,n 可作函数y =2x +1xx >0 图象的两条切线，则必有()A.0<2m +1m<n B.0<n <2m C.2m <n <2m +1mD.n <2m【答案】C【详解】设切点为a ,2a +1a，a >0，又y =2-1x 2，所以切线斜率k =2-1a 2，所以切线方程为y -2a +1a =2-1a 2x -a ，又切线过点m ,n ，则n -2a +1a =2-1a2m -a ，a >0，即2m -n a 2+2a -m =0，由过点m ,n 可作两条切线，所以2m -n a 2+2a -m =0有两个正根，即2m -n ≠0Δ=22-42m -n ⋅-m >0-22m -n >0-m 2m -n >0，整理可得2m <n <2m +1m ，故选：C.3(2023·江西九江·一模)已知函数f(x)=13x3+ax2+bx-b+43(a,b∈R)，点P(1,0)位于曲线y=f(x)的下方，且过点P可以作3条直线与曲线y=f(x)相切，则a的取值范围是()A.-53,+∞B.-53,1C.(-1,+∞)D.(1,+∞)【答案】D【详解】解：f (x)=x2+2ax+b，设切点为(x0,f(x0))，则切线斜率为f x0，切线方程为y-f(x0)=f (x0)(x-x0)，由于切线过点P(1,0)，∴-f(x0)=f (x0)(1-x0)，整理得23x30+(a-1)x20-2ax0-43=0.构造函数g(x)=23x3+(a-1)x2-2ax-43，∴y=g(x)有三个不同的零点，g (x)=2x2+2(a-1)x-2a=2(x-1)(x+a)，易知a≠-1，g(1)⋅g(-a)<0，即-53-a13a3+a2-43<0，即a+5 3(a-1)(a+2)2>0，又因为点P(1,0)在曲线下方，∴f(1)>0，即a>-5 3，解得a>1，故选：D.4(22-23高二下·山西晋中·阶段练习)已知过点A a,0作曲线y=x ln x的切线有且仅有两条，则实数a的取值范围为()A.0,+∞B.1,+∞C.1e,+∞D.e,+∞【答案】B【详解】设切点为x0,y0，对函数y=x ln x求导得y =ln x+1，所以，切线斜率为k=ln x0+1=y0x0-a=x0ln x0x0-a，整理得a=x0ln x0+1，关于x0的方程a=x0ln x0+1有两个不等的实根.令函数f x =xln x+1，由题意可得x>0ln x+1≠0，解得x>0且x≠1e，所以，函数f x 的定义域为0,1 e∪1e,+∞，且f x =ln x1+ln x2，当x∈0,1 e时，f x <0，f x <0；当1e<x<1时，f x >0，f x <0；当x>1时，f x >0，f x >0，所以f x 在0,1 e上单调递减，在1e,1上单调递减，在1,+∞上单调递增.f x极小值=f1 =1.作出函数y=a与函数f x 的图象如下图所示：由图可知，当a>1时，直线y=a与函数f x 的图象有两个交点，因此，实数a的取值范围是1,+∞.故选：B.【点睛】方法点睛：利用导数解决函数零点问题的方法：(1)直接法：先对函数求导，根据导数的方法求出函数的单调区间与极值，根据函数的基本性质作出图象，然后将问题转化为函数图象与x轴的交点问题，突出导数的工具作用，体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用；(2)构造新函数法：将问题转化为研究两函数图象的交点问题；(3)参变量分离法：由f x =0分离变量得出a=g x ，将问题等价转化为直线y=a与函数y=g x 的图象的交点问题.5(22-23高三·四川南充·期中)已知函数f x =xe x，过点a,b作曲线f x 的切线，当0<a<2时，可作两条切线，则b的取值为()A.4-ae2或ae aB.4-ae2或aeC.2-ae2或ae aD.2-ae2或ae【答案】A【详解】由f(x)=xe x，可得f (x)=1-xe x，设切点坐标为x0,y0，所以y0=x0e x0，则切线的斜率为k=1-x0e x0，切线方程为y-x0e x0=1-x0e x0x-x0，当0<a<2时，由切线方程为y-x0e x0=1-x0e x0x-x0得b-x0e x0=1-x0e x0a-x0，则b=x20+1-x0ae x0，设t x =x2+1-xae x，则t x =2+ax-x2-2ae x=x-a2-xe x，因为0<a<2，所以当x∈a,2时t x >0，t x 单调递增，所以当x∈-∞,a时t x <0，t x 单调递减，所以当x∈2,+∞时t x <0，t x 单调递减，x=a时，t x 有极小值为t a =a2+1-aae a=ae a>0，x=2时，t x 有极大值为t2 =4+1-2ae2=4-ae2>0，可画出函数t x 的大致图象，结合图象若作两条切线，则b的取值为4-ae2或ae a.故选：A.题型七：三角函数型切线综合应用1(23-24高三上·浙江温州·)已知0<x1<x2<x3<4π，函数f x =sin x在点x i,sin x ii=1,2,3处的切线均经过坐标原点，则()A.tan x1x1<tan x3x3B.tan x1x1>tan x3x3C.x1+x3<2x2D.x1+x3>2x2【答案】C【详解】由题意知，f (x)=cos x，则f (x1)=cos x1,f (x2)=cos x2,f (x3)=cos x3，所以曲线f(x)在点(x1,sin x1),(x2,sin x2),(x3,sin x3)处的切线方程分别为y-sin x1=cos x1(x-x1),y-sin x2=cos x2(x-x2),y-sin x3=cos x3(x-x3)，因为切线均过原点，所以sin x1=x1cos x1,sin x2=x2cos x2,sin x3=x3cos x3，即x1=tan x1,x2=tan x2,x3=tan x3，得tan x1x1=tan x2x2=tan x3x3=1，故AB错误；由tan x1x1=tan x2x2=tan x3x3=1，得tan x i=x i(i=1,2,3)，画出函数y=tan x与y=x图象，如图，设A x 1,tan x 1 ,B x 2,tan x 2 ,C x 3,tan x 3 ，如上图易知：D (x 2-π,tan x 2),E (x 2+π,tan x 2)，由正切函数图象性质k AD <k EC ，得tan x 2-tan x 1x 2-π-x 1<tan x 3-tan x 2x 3-x 2-π，即x 2-x 1x 2-π-x 1<x 3-x 2x 3-x 2-π，又x 2-π-x 1>0,x 3-x 2-π>0，所以(x 2-x 1)(x 3-π-x 2)<(x 3-x 2)(x 2-π-x 1)，即x 1π+x 3π<2πx 2，解得x 1+x 3<2x 2，故C 正确，D 错误.故选：C【点睛】关键点点睛：证明选项CD 的关键是根据tan x i =x i (i =1,2,3)构造新函数tan x =x ，通过转化的思想和数形结合思想分析是解题的关键.2(2023·湖北武汉·二模)已知直线y =kx +t 与函数y =A sin ωx +φ A >0,ω>0 的图象恰有两个切点，设满足条件的k 所有可能取值中最大的两个值分别为k 1和k 2，且k 1>k 2，则()A.k 1k 2>73 B.53<k 1k 2<73 C.75<k 1k 2<53 D.k 1k 2<75【答案】B【详解】∵对于任意A >0，ω>0，φ∈R ，k1k 2的范围恒定，∴只需考虑y =sin x 的情况，设k 1对应的切点为x 1,sin x 1 ，x 1,sin x1 ，x 1<x 1，设k 2对应的切点为x 2,sin x2 ，x 2,sin x 2 ，x 2<x 2，∵sin x =cos x ，∴k 1=cos x 1=cos x 1，k 2=cos x 2=cos x 2，∴只需考虑x 1+x 1=2π，x 2+x 2=4π，其中-π2<x 2<x 1<0的情况，则k 1=sin x 1-sin x 1x 1-x 1=sin 2π-x 1 -sin x 12π-x 1 -x 1=-2sin x 12π-2x 1，k 2=sin x 2-sin x 2x2-x 2=sin 4π-x 2 -sin x 24π-x 2 -x 2=-2sin x 22π-2x 2，其中-π2<x 2<x 1<0，∴k 1k 2=sin x 1sin x 2⋅4π-2x 22π-2x 1=sin x 1sin x 2⋅2π-x 2π-x 1；又-2sin x 12π-2x 1=cos x 1，-2sin x 24π-2x 1=cos x 2，∴sin x 1=x 1-π cos x 1，sin x 2=x 2-2π cos x 2；令f x =tan x -x +π-π2<x <0 ，则fx =1cos 2x -1=sin 2x cos 2x =tan 2x >0，∴f x 在-π2,0 上单调递增，f 0 >0，设f x 0 =tan x 0-x 0+π=0,x 0<0⇒π-x 0 cos x 0+sin x 0=0，∴-π2<x 2<x 1<x 0，又sin x 2<sin x 1<0，∴0<sin x 1sin x 2<1，∴k 1k 2=sin x 1sin x 2⋅2π-x 2π-x 1<2π-x 2π-x 1<2π+π2π+π3=5243=158<73；令h x =sin x π-x -π2<x <x 0 ，则hx =π-x cos x +sin x π-x2，令t x =π-x cos x +sin x -π2<x <x 0 ，则t x =-π-x sin x >0，∴t x 在-π2,x 0 上单调递增，∴t x <t x 0 =π-x 0 cos x 0+sin x 0=0，即h x <0，∴h x 在-π2,x 0 上单调递减，∴sin x 1π-x 1<sin x 2π-x 2，∴sin x 1sin x 2>π-x 1π-x 2，∴k 1k 2=sin x 1sin x 2⋅2π-x 2π-x 1>π-x 1π-x 2⋅2π-x 2π-x 1=2π-x 2π-x 2=1+ππ-x 2>1+π3π2=53；综上所述：53<k 1k 2<73.故选：B .【点睛】关键点点睛：本题考查导数与三角函数综合应用问题，解题关键是能够采用特殊值的方式，考虑不含变量的函数y =sin x 的情况，采用构造函数的方式对所求式子进行放缩，从而求得k 1k 2的范围.3(23-24高三上·安徽·阶段练习)将函数y =12sin x +x x ∈0,π2 的图象绕着原点沿逆时针方向旋转θ角得到曲线Γ，已知曲线Γ始终保持为函数图象，则tan θ的最大值为()A.12B.23C.1D.32【答案】B 【详解】由题设y =12cos x +1，在原点处的切线斜率k =y x =0=12cos0+1=32， 所以切线方程为y =32x ，设切线倾斜角为α∈0,π2 ，则tan α=32，当y =12sin x +x 绕着原点沿逆时针方向旋转时，始终保持为函数图象，则θ+α≤π2，故θ≤π2-α，显然θ为锐角，所以tan θ≤tan π2-α=cos αsin α=1tan α=23，故tan θ的最大值为23．故选：B4(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)已知函数f x =a sin x +b cos x 图象上有一最低点11π6,-2 ，将此函数的图象向左平移π3个单位长度得y =g x 的图象，若函数g x 的图象在x =x 03π2<x 0<2π 处的切线与g x 的图象恰好有三个公共点，则tan x 0-x 0的值是.【答案】-3π【详解】f x =a sin x +b cos x =a 2+b 2sin x +φ ，因为函数f x =a sin x +b cos x 图象上有一最低点11π6,-2 ，所以a 2+b 2=2，且sin 11π6+φ=-1，所以11π6+φ=3π2+2k π，所以φ=-π3+2k π,k ∈Z ，所以f x =2sin x -π3+2k π =2sin x -π3，将函数f x 的图象向左平移π3个单位长度得y =g x 的图象，，则g x =2sin x ，如图，结合g (x )=2sin x 的图象及对称性可知，g (x )=2sin x 在x =x 03π2<x 0<2π 处的切线经过点3π,0 ，设切点为x 0,2sin x 0 ，则g x =2cos x ，所以2cos x 0=2sin x 0-0x 0-3π=2sin x 0x 0-3π，整理得tan x 0=sin x 0cos x 0=x 0-3π，所以tan x 0-x 0=-3π.故答案为：-3π.【点睛】关键点点睛：处理本题的关键点是找到切线与g x 的图象有3个交点时，该切线过点3π,0 ，再利用导数处理即可.5(23-24高三上·河南南阳·阶段练习)已知函数f (x )=sin (ωx +φ)(ω>0且0≤φ≤π2)，其中f (x )的最小正周期T >π，且f -7π6=f π6 =12，函数f (x )的图象在x =x 0π2<x 0<π 处的切线与f (x )的图象恰好有3个公共点，则tan x 0-x 0=.【答案】-2π【详解】因为f -7π6 =f π6 ，则f (x )的图象关于x =-7π6+π62=-π2对称，或者π6--7π6=4π3=nT n∈N*；若π6--7π6=4π3=nT n∈N*：因为f(x)的最小正周期T>π，所以T=4π3，即T=2πω=4π3，解得ω=32，即f(x)=sin32x+φ，此时fπ6=sin32×π6+φ=sinπ4+φ=12，又0≤φ≤π2，则π4≤π4+φ≤3π4，所以sinπ4+φ≥22，与sinπ4+φ=12矛盾，不合题意；所以f(x)的一条对称轴为x=-π2，即-π2ω+φ=kπ+π2k∈Z，所以φ=kπ+π2+π2ω，0≤φ≤π2；因为T>π，所以T=2π|ω|=2πω>π，即0<ω<2，所以π2<π2+π2ω<3π2，又因为0≤φ≤π2，所以k=-1，则-π2ω+φ=-π2，因为0<ω<2，则0<π6ω<π3，又0≤φ≤π2，所以0<π6ω+φ<5π6，又fπ6=sinπ6ω+φ=12，则π6ω+φ=π6①又因为-π2ω+φ=-π2②，联立①②解得ω=1，φ=0，所以f(x)=sin x.如图，结合f(x)=sin x的图象及对称性可知，f(x)=sin x在x=x0处的切线经过点(2π,0)，切点为x0,sin x0，则f (x)=cos x，所以cos x0=sin x0-0x0-2π，整理得tan x0=sin x0cos x0=x0-2π，所以tan x0-x0=-2π.故答案为：-2π.【点睛】关键点点睛：处理本题的关键点是找到切线与y=sin x的图象有3个交点时，该切线过点2π,0，再利用导数处理即可.题型八：函数公切线对函数 f(x)与g(x)，如果要求它们的图象的公切线，只需分别写出两条切线：y-f(x1)=f (x1)(x-x1))和y-g(x2)=g (x2)(x-x2)再令 f (x)=g (x)f(x1)-x1f (x)=g(x2)-x2g (x2)，消去一个变量后，再讨论得到的方程的根的个数即可。
考点49 利用导数求切线方程(练习)(解析版)
考点49：利用导数求切线方程【题组一 求切线斜率或倾斜角】 1．曲线()sin cos f x x x =在点,66f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线斜率为 . 【答案】12【解析】1()sin 22f x x =，则()cos 2f x x '=，1()cos(2)662f ππ'=⨯=． 2．曲线x y e x =+在0x =处的切线的斜率等于 . 【答案】2【解析】函数的导数为()'1xf x e =+，则在0x =处的导数()0'01112f e =+=+=，即切线斜率()'02k f ==.3．曲线34y x x =-在点()1,3-处的切线的倾斜角为 . 【答案】135°【解析】由题得2()34,(1)341=tan f x x k f α''=-∴==-=-，所以切线倾斜角为135°.4．已知曲线()323f x x =在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α，则222sin cos 2sin cos cos ααααα-=+ . 【答案】35【解析】曲线()323f x x =，点的坐标为21,3⎛⎫ ⎪⎝⎭ 所以2'()2f x x = ，在点21,3⎛⎫⎪⎝⎭处切线斜率2k = ，即tan 2α= 所以222sin cos 2sin cos cos ααααα-+分子分母同时除以 2cos α可得 222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 132tan 15αα-==+ 5．曲线2ln y x x =-在1x =处的切线的倾斜角为α，则cos(2)2πα+的值为 . 【答案】35【解析】根据已知条件，212()f x x x '=+，因为曲线2ln y x x=-在1x =处的切线的倾斜角为α，所以tan (1)123f α'==+=，02πα<<.因为22sin cos 1a α+=，sin tan 3cos ααα==，则解得sin α=cosα=，3cos(2)sin 22sin cos 25παααα+=-=-=-.6．已知曲线234x y lnx =-的一条切线的斜率为12-，则切点的横坐标为 。
高中数学导数的几何意义求切线方程专题-解析版
导数的几何意义求切线方程专题题型一：切点已知求切线方程【例1】.函数f(x)=xe x的图象在点(1,f(1))处的切线方程是________．【答案】y=2ex−e【解析】因为f(x)=xe x，所以f(1)=e，f′(x)=e x+xe x，所以f′(1)=2e，所以f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为y−e=2e(x−1)，即y=2ex−e．变式1.已知函数f(x)=x+alnx．当a=1时，求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程；【答案】2x−y−1=0【解析】当a=1时，f(x)=x+lnx，f′(x)=1+1x(x>0)．所以f(1)=1，f′(1)=2，所以切线方程为2x−y−1=0．【备注】考查导数的几何意义，先由导数得到斜率，再根据点斜式得到切线方程．变式2.已知函数f(x)=(x+1)lnx−a(x−1)．当a=4时，求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程；【答案】y=−2x+2．【解析】当a=4时，f(1)=0，函数f(x)的导函数f′(x)=lnx+1−3,因此f′(1)=−2，从而所求的切线方程为y=−2(x−1)，也即y=−2x+2．【备注】本小题是常规的利用导函数求函数的切线方程问题．题型二：切点未知求切线方程【例2】.【2018年浙江宁波高二下学期周测】过原点作曲线y=e x的切线，则切线方程为________【答案】y=ex【解析】y′=e x设切点的坐标为(x0,e x0)，切线的斜率为k，则k=e x0，故切线方程为y−e x0=e x0(x−x0)又切线过原点，∴−e x0=e x0(−x0)，∴x0=1，y0=e，k=e．则切线方程为y=ex故答案为y=ex．变式.已知函数f(x)=x3−3x，过点P(2,−6)作曲线y=f(x)的切线，则切线方程是 ________【答案】3x+y=0或24x−y−54=0【解析】由f(x)=x3−3x，得f′(x)=3x2−3，设切点为(x0,x03−3x0)，则斜率k=3x02−3，∴切线方程为y−(x03−3x0)=(3x02−3)(x−x0)，即y=(3x02−3)x−2x03．∵切线过点P(2,−6)，则−6=2(3x02−3)−2x03，解得：x0=0或x0=3．∴所求切线方程是y=−3x或y=24x−54．故答案为：3x+y=0或24x−y−54=0．题型三：已知切线方程求参数【例3】.若抛物线y=x2与直线2x+y+m=0相切，则m= ________【答案】1【解析】设切点为P(x0,y0)．易知y′|x=x=2x0．由{2x0=−2,y0=x02,得{x0=−1,y0=1,所以P(−1,1)．又P(−1,1)在直线2x+y+m=0上，所以2×(−1)+1+m=0，解得m=1．变式1.【2016年辽宁大连单元测试】设函数f(x)=x2-ln(x+a)+b，g(x)=x3．若函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为x+y=0，求实数a,b的值；【答案】a=1，b=0【解析】f′(x)=2x−1x+a依题意{f′(0)=−1a=−1 f(0)=−lna+b=0变式2.【2015年浙江舟山高二下学期月考】在同一坐标系中，直线l是函数f(x)=√1−x2在(0,1)处的切线，若直线l与g(x)=−x2+mx相切于x=1处，则m=________【答案】2【解析】函数y=f(x)=2即为上半圆x2+y2=1，(0,1)为与y轴的交点，即有在(0,1)处的切线为y=1，由题意可得直线l：y=1也是g(x)=−x2+mx的切线，所以g(x)在x=0处的导函数值为0,g′(0)=−2∗0+m=0且g(1)=1,所以m=2题型四:公切线求参数问题【例4】.若直线y=kx+t是曲线y=e x+2的切线，也是曲线y=e x+1的切线，则t=________ ．【答案】4−2ln2【解析】设y=kx+t与y=e x+2和y=e x+1的切点分别为(x1,kx1+t)、(x2,kx2+t)．由导数的几何意义可得k=e x1=e x2+1，得x1=x2+1．再由切点也在各自的曲线上，可得kx1+t=e x1+2，kx2+t=e x2+1．联立上述式子{k=e x1x1=x2+1 kx1+t=e x1+2 kx2+t=e x2+1解得k=2，x1=ln2，t=4−2ln2．故答案为4−2ln2．【备注】本题考查了导数的几何意义，体现了方程思想，对学生综合计算能力有一定要求，中档题．先设切点，然后利用切点来寻找切线斜率的联系，以及对应的函数值，综合联立求解即可变式：函数f(x)=lnx+mxx+1与g(x)=x2+1有公切线y=ax(a>0)，则实数m的值为________ ．【答案】4【解析】设公切线y=ax与g(x)=x2+1的切点为(x0,x02+1)，g"(x)=2x，故切线斜率为2x0，则切线为y−(x02+1)=2x0(x−x0)，因为切线过原点(0,0)，所以−x 02−1=−2x 02，解答x 0=1或x 0=−1， 因为切线斜率a =2x 0>0，所以x 0=1，a =2， 设公切线y =2x 与f(x)=lnx +mxx+1相切与点(x 1,lnx 1+mx 1x 1+1)，f"(x)=1x +m (x+1)2，故斜率1x 1+m(x1+1)2=2①切线方程为y −(lnx 1+mx 1x1+1)=(1x 1+m(x 1+1)2)(x −x 1)，因为过(0,0)，所以−lnx 1−mx 1x1+1=−1−mx 1(x 1+1)2②联立①②解得x 1=1,m =4． 故答案为4．【备注】本题考查利用导数研究函数在某一点处的切线方程，根据条件设出切点，利用切线过原点且和两函数图象相切即可求出m 的值．针对训练1.曲线f(x)=x 3+11在点P(1,12)处的切线与y 轴交点的纵坐标是( ) A ．−9 B ．−3 C ．9 D ．15【答案】C【解析】因为y ′=3x 2，切点为(1,12)，所以切线的斜率为3，故切线方程为3x −y +9=0，令x =0，得y =9【备注】求在某点处切线2.【2018年浙江杭州下城区浙江省杭州高级中学高二下学期期中考试数学试卷】已知直线y =−2x −23与曲线2f(x)=13x 3−bx 相切，则b =________． 【答案】3【解析】f(x)=13x 3−bx ，f ′(x)=x 2−b =−2，{x 2−b =−213x 3−bx =−2x −23，x =1，b =3．3.已知函数f(x)=ax2+(2a−1)x−lnx，a∈R．若曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线经过点(2，11)，求实数a的值；【答案】a=2【解析】由题意得f′(x)=2ax+(2a−1)−1 x=2ax2+(2a−1)x−1x=(2ax−1)(x+1)x∴f′(1)=2(2a−1)∵f(1)=3a−1∴曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线方程为y=2(2a−1)(x−1)+3a−1代入点(2，11)，得a=2【备注】根据题意，对函数f(x)求导，由导数的几何意义分析可得曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线方程，代入点(2，11)，计算可得答案4.【2013年山西太原单元测试】设函数f(x)=x3−3ax+b,a≠0在点(2,f(2))处与直线y=8相切求实数a,b的值；【答案】a=4,b=24；【解析】f′(x)=3x2−3a，f′(2)=0,f(2)=8即12−3a=0,8−6a+b=8解得a=4,b= 245.函数f(x)=x2−2ax+lnx(a∈R)．函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x−2y+ 1=0垂直，求a的值；【答案】a=52【解析】函数f(x)的定义域为(0,+∞)，f′(x)=2x−2a+1x，f′(1)=3−2a，由题意f′(1)⋅12=(3−2a)⋅12=−1，解得a=52．6.已知函数f(x)=alnx−bx2图像上一点P(2,f(2))处的切线方程为y=−3x+2ln2+2，求a,b 的值【答案】a=2,b=1【解析】f′(x)=ax−2bx{k=f′(2)=a2−4b=−3y0=f(2)=aln2−4b=−6+2ln2+2解得：a=2,b=1【备注】若想解得参数a,b需要注意两点：1、切点是个很特殊的点，既在曲线上，又在切线上。
考点49 利用导数求切线方程——2021年高考数学专题复习真题附解析
__________．
8．若函数 f x a 1 x3 ax2 2x 为奇函数，则曲线 y f x 在点 1, f 1 处的切线方程为
______________．
.
x
2
【答案】- 3 5
【解析】根据已知条件，
f
( x)
1 x
2 x2
，因为曲线
y
ln
x
2 x
在
x
1 处的切线的倾斜角为
，所以
tan
f (1) 1 2 3 ， 0
2
.因为 sin2 a cos2
1， tan
sin cos
3，则解得 sin
3 10
， cos 1 ， cos(2 ) sin 2 2sin cos 3 .
【题组三 过某点求切线】
1．过原点与曲线 y 2ex 相切的直线方程为______.
2．已知点 A1, 2 在函数 f x ax3 的图象上，则过点 A 的曲线 C : y f x 的切线方程
是
。
3．过点 P(2, 6) 作曲线 f (x) x3 3x 的切线，则切线方程为
。
4．已知曲线 f (x) 1 ，则过点 (1, 3) ，且与曲线 y f (x) 相切的直线方程为
4．已知函数 f (x) 2x3 3x ，若过点 P（1，t）存在 3 条直线与曲线 y f (x) 相切，求 t 的取值范围
__________。
5．若直线 y kx b 是曲线 y ln x 的切线，也是曲线 y ex2 的切线，则 k ________. 6．若直线 y ax b 与曲线 y ln x 1 相切，则 ab 的最大值为________.
高考数学热点必会题型第4讲 导数求切线及公切线归类(解析版)
高考数学热点必会题型第4讲 导数求切线及公切线归类 ——每天30分钟7天轻松掌握一、重点题型目录【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间 【题型】二、方程法判断函数零点个数 【题型】三、数形结合法判断函数零点个数 【题型】四、转化法判断函数零点个数 【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数 【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数 【题型】七、一元二次不等式恒成立问题 【题型】八、一元二次不等式能成立问题 二、题型讲解总结第一天学习及训练【题型】一、求曲线切线的斜率与倾斜角例1．（2023·全国·高三专题练习）函数()ln f x x x =+在1x =处的切线的斜率为（ ） A ．2 B ．-2 C ．0 D ．1【答案】A【分析】求出函数的导数后可得切线的斜率. 【详解】()11f x x'=+，故()12f '=，故曲线()y f x =在1x =处的切线的斜率为2， 故选：A.例2．（2023·全国·高三专题练习）函数()f x 的导函数为()f x '，若已知()f x '的图像如图，则下列说法正确的是（ ）A ．()f x 一定存在极大值点B ．()f x 有两个极值点C ．()f x 在(),a -∞单调递增D ．()f x 在x ＝0处的切线与x 轴平行【答案】ACD【分析】根据导函数()f x '的图象，得到函数的单调区间与极值点，即可判断ABC ，利用导数的几何意义可判断D.【详解】由导函数()f x '的图象可知，当x a <时()0f x '≥，当x a >时()0f x '<，当0x =或x a =时()0f x '=，则()f x 在(),a -∞上单调递增，在(),a +∞上单调递减，所以函数()f x 在x a =处取得极大值，且只有一个极值点，故AC 正确，B 错误； 因为()00f '=，所以曲线()y f x =在0x =处切线的斜率等于零，即()f x 在x ＝0处的切线与x 轴平行，故D 正确. 故选：ACD.例3．（2023·全国·高三专题练习）若函数()()ln 2f x x x =+，则（ ） A ．()f x 的定义域是()0,∞+ B ．()f x 有两个零点C ．()f x 在点()()1,1f --处切线的斜率为1-D ．()f x 在()0,∞+递增 【答案】BCD【分析】对A ，根据定义域即可判断；对B ，直接解方程可求解；对C ，求出()f x 在=1x -处的导数可得；对D ，求出函数导数，根据导数可判断单调性. 【详解】对于A ：函数的定义域是()2,-+∞，故A 错误；对于B ：令()0f x =，即()ln 20x x +=，解得：0x =或=1x -，故函数()f x 有2个零点，故B 正确；对于C ：斜率()()11ln 12112k f -'=-=-++=--+，故C 正确； 对于D ：()()ln 22xf x x x '=+++，0x >时， ()ln 20x +>，02xx >+，故0f x，()f x 在()0,∞+单调递增，故D 正确.故选：BCD.【题型】二、求在曲线上一点处的切线方程或斜率例4．（2023·上海·高三专题练习）2(5)3lim2,(3)32x f x f x →--==-，()f x 在(3,(3))f 处切线方程为（ ） A ．290x y ++= B ．290x y +-= C ．290x y -++= D ．290x y -+-=【答案】B【分析】根据已知条件，结合导数的几何意义，求出()32f '=-再结合直线的点斜式公式，即可求解． 【详解】由已知，2(5)3lim2,(3)32x f x f x →--==-，令2x x ∆=-，∴()()33limx f x f x∆→-∆-∆＝()()()033lim32x f x f f x∆→-∆--'==-∆，解()32f '=-，∴()f x 在(3,(3))f 处切线方程为32(3)y x -=--，即290x y +-=．故选：B ．【点睛】本题主要考查导数的几何意义，考查转化能力，属于基础题．例6．（2023·全国·高三专题练习）在平面直角坐标系xOy 中，抛物线2:2(0)C x py p =>的焦点为,F P 是C 上位于第一象限内的一点，若C 在点P 处的切线与x 轴交于M 点，与y 轴交于N 点，则与PF 相等的是（ ） A ．MN B ．FN C ．PM D ．ON【答案】B【分析】设2,(0)2a P a a p ⎛⎫> ⎪⎝⎭，求出222a pPF p =+，得到PF FN ON =>，PF PM MN >=，即得解.【详解】解：如图，设2,(0)2a P a a p ⎛⎫> ⎪⎝⎭，由22x y p =，得x y p '=， 所以C 在点P 处的切线方程为()22a a y x a p p -=-，从而2,0,0,22a a M N p ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，根据抛物线的定义，得2;22a pPF p =+ 又(0,)2pF ，222222p a a p FN p p ⎛⎫=--=+ ⎪⎝⎭，所以;PF FN ON => 由2,,,022a a P a M p ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，20,2a N p ⎛⎫- ⎪⎝⎭，得M 是PN 的中点，则MF PN ⊥，从而PF PM MN >=． 故选：B ．例7．（2023·江苏南京·高三阶段练习）已知双曲线C ：224x y -=，曲线E ：2y ax x b =++，记两条曲线过点()1,0的切线分别为1l ，2l ，且斜率均为正数，则（ ） A ．若=0a ，1b =，则C 与E 有一个交点 B ．若=1a ，=0b ，则C 与E 有一个交点C ．若0a b ，则1l 与E 夹角的正切值为7-D ．若==1a b ，则1l 与2l 【答案】AC【分析】利用双曲线的渐近线、切线，利用导数求抛物线的切线，结合到角公式、向量的夹角公式进行求解.【详解】对于A ，若=0a ，1b =，则21y ax x b x =++=+， 因为双曲线C ：224x y -=的渐近线为y x =±， 所以曲线E ：=+1y x 与双曲线C 的渐近线为=y x 平行， 所以C 与E 有一个交点，故A 正确；对于B ，若=1a ，=0b ，则曲线E ：2y x x =+，与双曲线C ：224x y -=联立，则()22240x x x -+-=，即43240x x ++=，令()4324h x x x =++，则()()32246223h x x x x x '=+=+，则由()0h x '>有32x >-，由()0h x '≤有32x <-，所以()min 302h x h ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭，所以43240x x ++=无解，故B 错误；对于C ，若0a b ，曲线E ：=y x ，对于双曲线C ：224x y -=，易知过点()1,0的切线的斜率显然存在，设切线方程为()1y k x =- ，与224x y -=联立有：()22221240k x k x k -+--=，由()()4222444116120k k k k ∆=++-=-=，解得k =因为斜率均为正数，所以1l为：)1y x =-， 则1l 与E17=--C 正确； 对于D ，若==1a b ，曲线E ：21y x x =++，则21y x '=+，则1|3x y ='=， 则2l 为：()31y x =- ，其方向向量()1,3m = ，又1l为：)1y x =-，其方向向量231,3n ⎛= ⎝⎭， 所以3cos ,70m n m n m n⋅+==，故D 错误. 故答案为：AC.例8．（2023·江苏·苏州中学高三阶段练习）已知函数()()e e x xf x x -=- ，则（ ）A ．()f x 在()0,∞+单调递增B ．()f x 有两个零点C ．()=y f x 在点()()ln 2,ln 2f 处切线的 斜率为35ln 222+D ．()f x 是奇函数 【答案】AC【分析】求导，运用导函数的符号判断单调性，并由此判断零点数量，运用定义法判断奇偶性.【详解】()()'=e e +e +e ,>0x x x xf x x x --- 时，e e >0x x --，()()()'e +e >0,>0,x x x f x f x -∴∴ 在()0,+∞ 上单调递增，A 正确；当0x ＜ 时，()'0f x ＜ ，单调递减，∴()f x 在0x = 处有极小值，()00f = ，()f x 有且仅有一个零点，B 错误；()'1135ln2=2+2+ln2=+ln22222f -⎛⎫ ⎪⎝⎭ ，C 正确； ()()()()()=e e =e e =,x x x x f x x x f x f x ------∴为偶函数，D 错误；故选：AC .第二天学习及训练【题型】三、利用导数求直线的倾斜角或倾斜角范围例9．（2023·全国·高三专题练习）已知()()2cos 0cos 2f x x f x π⎛⎫=-+ '⎪⎝⎭，则曲线()y f x =在点33,44f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线的斜率为（ ）A B ．C ．D ．-【答案】D【分析】根据导数的几何意义，写出切线方程的公式，直接计算求解即可【详解】对()()()2cos 0cos 2sin 0cos 2x f x x f x f x π⎛⎫-+=+' ⎝⎭=⎪'，求导可得，()()2cos 0sin f x x f x ''=-，得到(0)2f '=，所以，()22sin cos x x f x +=，所以，()2cos 2sin f x x x '=-，332cos 2sin 4434f πππ⎛⎫'=-=- ⎪⎝⎭故选D例10．（2023·全国·高三专题练习）已知点M 是曲线()22ln 5f x x x x =+-上一动点，当曲线在M 处的切线斜率取得最小值时，该切线的倾斜角为（ ） A ．4πB ．3π C ．23π D ．34π 【答案】D【分析】先求出()()2250f x x x x'=+->，再利用基本不等式求解即可. 【详解】根据题意得，()()2250f x x x x'=+->，所以()22551f x x x '=+-≥=-，当且仅当1x =时成立， 所以该切线的倾斜角为：34π. 故选：D.例11．（2022·江西省定南中学高二阶段练习（理））若()ln f x x x =，则()f x 图像上的点的切线的倾斜角α满足（ ） A ．一定为锐角 B ．一定为钝角 C ．可能为0︒ D ．可能为直角【答案】C【分析】求出导函数，判断导数的正负，从而得出结论． 【详解】()ln 1f x x '=+，10e x <<时，()0f x '<，()f x 递减，1ex >时，()0f x '>，()f x 递增，而11ln 10e e f ⎛⎫'=+= ⎪⎝⎭，所以切线斜率可能为正数，也可能为负数，还可以为0， 则倾斜角可为锐角，也可为钝角，还可以为0︒，当90α=时，斜率不存在，而()f x '存在，则90α=不成立.故选：C ．例12．（2022·全国·高三专题练习）已知函数()()ln 0sin 0x x f x x x ⎧-<=⎨≥⎩，，， ()020x kx x g x x >⎧=⎨≤⎩，，，若x 1、x 2、x 3，x 4是方程()()f x g x =仅有的4个解，且x 1<x 2<x 3<x 4，则（ ） A ．0<x 1x 2<1 B ．x 1x 2>1 C ．43πtan π2x ,⎛⎫∈ ⎪⎝⎭D ．4πtan π2x ,⎛⎫∈ ⎪⎝⎭【答案】AC【分析】分别作出函数()()f x ,g x 的图象，根据图象得出x 1、x 2、x 3，x 4的数量关系及范围即可求出结果.【详解】如图所示，|ln()|y x =-与2x y =的图象在(,0)-∞上有两个交点，所以()()12ln ln x x -<--，则()12ln 0x x <，则1201x x <<，故A 正确；|sin |y x =与y kx =的图象在(0,)+∞上有两个交点，则43,2x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，且直线y kx =与|sin |y x =在4x x =处相切，所以44sin x kx -=，由导数几何意义得4cos x k -=，将上述两式相除得443tan ,2x x ππ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭，故C 正确．故选：AC.【点睛】函数零点的求解与判断方法：（1）直接求零点：令f (x )＝0，如果能求出解，则有几个解就有几个零点．（2）零点存在性定理：利用定理不仅要函数在区间[a ，b ]上是连续不断的曲线，且f (a )·f (b )＜0，还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点．（3）利用图象交点的个数：将函数变形为两个函数的差，画两个函数的图象，看其交点的横坐标有几个不同的值，就有几个不同的零点． 【题型】四、求在过一点的切线方程例13．（2023·全国·高三专题练习）过点()0,P b 作曲线e x y x =的切线，当240e b -<<时，切线的条数是（ ） A ．0 B ．1C ．2D ．3【答案】D【分析】设切点(),e mm m ，由导数几何意义可表示出切线方程，代入()0,P b 可将问题转化为方程2e m b m =-的解的个数的求解；令()2e mf m m =-，利用导数可得()f m 图象，根据y b=与()f m 图象交点个数可确定方程解的个数，进而得到切线条数.【详解】设切点为(),e mm m ，()1e x y x '=+，∴切线斜率()1e m k m =+， ∴切线方程为：()()e 1e m m y m m x m -=+-；又切线过()0,P b ，()2e 1e e m m mb m m m m ∴=-+=-；设()2e m f m m =-，则()()2e mf m m m '=-+，∴当()(),20,m ∈-∞-+∞时，()0f m '<；当()2,0m ∈-时，()0f m '>；()f m ∴在(),2-∞-，()0,∞+上单调递减，在()2,0-上单调递增，又()242e f -=-，()00f =，()0f m ≤恒成立，可得()f m 图象如下图所示，则当240e b -<<时，y b =与()f m 有三个不同的交点， 即当240eb -<<时，方程2e m b m =-有三个不同的解，∴切线的条数为3条. 故选：D.例14．（2023·全国·高三专题练习）若过点(,)a b 可以作曲线ln y x =的两条切线，则（ ） A ．ln a b < B ．ln b a <C ．ln b a <D ．ln a b <【答案】D【分析】设切点坐标为00(,)x y ，由切点坐标求出切线方程，代入坐标(,)a b ，关于0x 的方程有两个不同的实数解，变形后转化为直线与函数图象有两个交点，构造新函数由导数确定函数的图象后可得.【详解】设切点坐标为00(,)x y ，由于1y x'=，因此切线方程为0001ln ()y x x x x -=-，又切线过点(,)a b ，则000ln a x b x x --=，01ln ab x x +=+， 设()ln a f x x x =+，函数定义域是(0,)+∞，则直线1y b =+与曲线()ln af x x x =+有两个不同的交点，221()a x af x x x x-'=-=， 当0a ≤时，()0f x '>恒成立，()f x 在定义域内单调递增，不合题意；当0a >时，0x a <<时，()0f x '<，()f x 单调递减，x a >时，()0f x '>，()f x 单调递增，所以min ()()ln 1f x f a a ==+，结合图像知1ln 1b a +>+，即ln b a >. 故选：D.例15．（2023·全国·高三专题练习）过曲线()3:C f x x ax b =-+外一点1,0A 作C 的切线恰有两条，则（ ） A ．a b = B ．1a b -= C ．1b a =+ D ．2a b =【答案】A【分析】设出切点，求出切点处的导函数即切线的斜率，据点斜式写出切线的方程，将切点代入，列出关于切点横坐标的方程，据题意此方程有两个根，构造函数，通过导函数求出两个极值，令极值为0，求出a ，b 的关系.【详解】()23f x x a '=-，过点1,0A 作曲线C 的切线，设切点()()00,x f x ，则切线方程为：()()2031y x a x =--， 将()()00,x f x 代入得：()()()230000031f x x a x x ax b =--=-+ 即3200230x x a b -+-=（*） 由条件切线恰有两条，方程（*）恰有两根．令()3223u x x x a b =-+-，()()26661u x x x x x '=-=-，显然有两个极值点0x =与1x =，于是()00u =或()10u =当()00u =时，a b =；当()10u =时，1a b -=，此时()()()32111f x x ax a x x x a =-+-=-++-经过()1,0与条件不符，所以a b =， 故选：A.例16．（2023·江西·赣州市赣县第三中学高三期中（理））已知定义域为R 的奇函数()f x 满足：()()ln ,0121,1x x x f x f x x <≤⎧=⎨->⎩，若方程()12f x kx =-在[]1,2-上恰有三个根，则实数k 的取值范围是________． 【答案】11ln 2,2⎛⎫- ⎪⎝⎭【分析】由题可知直线1:2l y kx =-与函数()y f x =的图像有三个交点，利用导数研究函数的性质，利用数形结合思想能求出实数k 的取值范围．【详解】定义为R 的奇函数()f x 满足：()()ln ,0121,1x x x f x f x x <≤⎧=⎨->⎩，方程1()2f x kx =-在[]1,2-上恰有三个根，即直线1:2l y kx =-与函数()y f x =的图像有三个交点， 由()f x 是R 上的奇函数，则(0)0f =，当01x <≤时，()ln f x x x =，则()ln 1f x x '=+， 当10e x <<时，()0f x '<，当11ex <≤时，()0f x '>，()f x ∴在10,e ⎛⎫⎪⎝⎭上递减，()f x 在1,1e ⎛⎤ ⎥⎝⎦上递增，结合奇函数的对称性和“周期现象”得()f x 在[1-，2]上的图像如下：由于直线1:2l y kx =-过定点10,2A ⎛-⎫ ⎪⎝⎭，如图，连接A ，(1,0)B 两点作直线111:22l y x =-， 过点A 作()ln (01)f x x x x =<<的切线2l ，设切点0(P x ，0)y ，其中000ln y x x =，()ln 1f x x '=+，则斜率20ln 1l k x =+， 切线20000:ln (ln 1)()l y x x x x x -=+-过点10,2A ⎛-⎫ ⎪⎝⎭，则00001ln (ln 1)(0)2x x x x --=+-，即012x =，则21ln 11ln 22l k =+=-，当直线1:2l y kx =-绕点10,2A ⎛-⎫ ⎪⎝⎭在1l 与2l 之间旋转时，直线1:2l y kx =-与函数()y f x =在[1-，2]上的图像有三个交点，故11ln 2,2k ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭．故答案为：11ln 2,2⎛⎫- ⎪⎝⎭例17．（2023·全国·高三专题练习）若过点()1,P t 可作出曲线3y x =的三条切线，则实数t 的取值范围是___________ 【答案】()0,1【分析】根据函数切线的求解方法，设切点求切线方程，代入点P ，根据方程与函数的关系，将问题转化为两个函数求交点问题，利用导数，作图，可得答案.【详解】由已知，曲线3y x =，即令3()f x x =，则()23f x x '=，设切点为300(,)x x ，切线方程的斜率为()2003f x x '=，所以切线方程为：00320(3)y x x x x -=-，将点()1,P t 代入方程得：320003(1)t x x x -=-，整理得230032t x x =-，设函数23()32g x x x =-，过点()1,P t 可作出曲线3y x =的三条切线， 可知两个函数图像y t =与23()32g x x x =-有三个不同的交点，又因为()()26661g x x x x x '=-=-，由()0g x '=，可得0x =或1x =，则当0x <或1x >时，()0g x '<；当01x <<时，()0g x '>， 所以函数()g x 在(,0)-∞，(1,)+∞上单调递减，在(0,1)上单调递增，所以函数()g x 的极大值为(1)321g =-=，函数()g x 的极小值为(0)000g =-=， 如图所示，当()0,1t ∈时，两个函数图像有三个不同的交点． 故答案为：()0,1．第三天学习及训练【题型】五、利用导数值求出参数值例18．（2023·上海·高三专题练习）已知P 是曲线)2:ln C y x x a x =++上的一动点，曲线C 在P 点处的切线的倾斜角为θ，若32ππθ≤<，则实数a 的取值范围是（ ）A ．)⎡⎣B ．)⎡⎣C ．(,-∞D ．(-∞【答案】D【分析】对函数求导，利用导数的几何意义以及给定倾斜角的范围，转化为恒成立问题求解a 的范围即可.【详解】因为)2ln y x x a x =++，所以12y x a x'=++， 因为曲线在M 处的切线的倾斜角ππ,32θ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭，所以πtan3y ≥'0x >恒成立，即12x a x+≥0x >恒成立，即12a x x≤+，又12x x +≥12x x =，即x =时，等号成立，故a ≤所以a 的取值范围是(-∞． 故选：D ．例19．（2023·全国·高三专题练习）若曲线()ln a xf x x=在点（1，f （1））处的切线方程为1y x =-，则a ＝（ ） A ．1 B ．e 2C ．2D ．e【答案】A【分析】利用导数的几何意义求解. 【详解】解：因为曲线()ln a xf x x=， 所以()()21ln a x f x x -'=， 又因为曲线()ln a xf x x=在点（1，f （1））处的切线方程为1y x =-，所以()11f a '==， 故选：A例20．（2023·全国·高三专题练习）首钢滑雪大跳台是冬奥史上第一座与工业旧址结合再利用的竞赛场馆，它的设计创造性地融入了敦煌壁画中飞天的元素，建筑外形优美流畅，飘逸灵动，被形象地称为雪飞天．中国选手谷爱凌和苏翊鸣分别在此摘得女子自由式滑雪大跳台和男子单板滑雪大跳台比赛的金牌．雪飞天的助滑道可以看成一个线段PQ 和一段圆弧QM 组成，如图所示.假设圆弧QM 所在圆的方程为22:(25)(2)162C x y ++-=，若某运动员在起跳点M 以倾斜角为45且与圆C 相切的直线方向起跳，起跳后的飞行轨迹是一个对称轴在y 轴上的抛物线的一部分，如下图所示，则该抛物线的轨迹方程为（ ）A ．232(1)y x =--B ．21364y x =-- C ．232(1)x y =-- D ．2364x y =-+【答案】C【分析】由题意可得到直线CM 所在的方程和圆方程联立求得点M 的坐标，设所求抛物线方程2y ax c =+，求导，根据导数的几何意义结合题意，可求得a,c ,即得答案. 【详解】由于某运动员在起跳点M 以倾斜角为45且与圆C 相切的直线方向起跳， 故1CM k =-,所以直线CM 所在的方程为：2(25)y x -=-+，代入22(25)(2)162x y ++-=，解得167x y =-⎧⎨=-⎩ 或3411x y =-⎧⎨=⎩ （舍，离y 轴较远的点），所以点M 的坐标为(16,7)--.由于起跳后的飞行轨迹是一个对称轴在y 轴上的抛物线的一部分， 故设抛物线方程为：2y ax c =+，则2y ax '=，则由M 点处切线斜率为1可得321a -=，132a ∴=-， 又217(16)32c -=--+，解得1c =， 所以该抛物线的轨迹方程为21132y x =-+，即232(1)x y =--， 故选：C.例21．（2023·全国·高三专题练习）已知奇函数()()()()220f x x x ax b a =-+≠在点()(),a f a 处的切线方程为()y f a =，则b =（ ）A ．1-或1B ．C ．2-或2D ．【答案】D【分析】由函数为奇函数可得2b a =，根据切线的斜率为0建立方程求出a 即可得解.【详解】由()()()()220f x x x ax b a =-+≠可得32()(2)2f x ax b a x bx =+--，因为()()f x f x -=-，所以20b a -=，解得2b a =.所以()424y f a a a ==-，故切线斜率()0k f a '==，又2()(34)f x a x '=-，所以2()(34)0f a a a '=-=，解得a =a =，所以b =故选：D例22．（2023·上海·高三专题练习）设函数()ln f x x x =，()1x g x x =+. (1)若直线12y x b =+是曲线()f x 的一条切线，求b 的值； (2)证明：①当01x <<时，()()()112g x f x x x ⋅>-； ②0x ∀>，()()2e-<g x f x .（e 是自然对数的底数，e 2.718≈）【答案】(1)12e --(2)①证明见解析②证明见解析【分析】(1)首先利用导函数的几何意义求出切点，再将切点代入切线即可求出b ； (2)①将原不等式化简为1()2ln 0h x x x x=-+>，然后利用导函数求()h x 在(0,1)上的最大值大于0即可；②结合①中条件，利用放缩法只需证明2112122ex x x -+<+，然后利用隐零点证明不等式在(0,1)上恒成立即可，最后结合()f x 和()g x 的单调性即可证明原不等式在[1,)+∞上恒成立. （1）由()ln f x x x =，则'()ln 1f x x =+，设12y x b =+在()f x 上的切点为000(,ln )x x x ，从而1'20001()ln 1e 2f x x x -=+=⇒=，故12y x b =+在()f x 上的切点为11221(e ,e )2---，将11221(e ,e )2---代入12y x b =+得，11122211e e e 22b b ----=+⇒=-，故b 的值为12e --. （2）①当01x <<时，()()()1112ln 02g x f x x x x x x⋅>-⇔-+>， 不妨令1()2ln h x x x x =-+，则2'2221(1)()10x h x x x x -=--=-<， 故()h x 在(0,1)上单调递减，从而对(0,1)x ∀∈，都有()(1)0h x h >=，故当01x <<时，()()()112g x f x x x ⋅>-. ②(i)由①知，当01x <<时，()()()112g x f x x x ⋅>-， 从而21ln (1)2x x x >-，故()()211122x g x f x x x -<-++， 欲证()()2e -<g x f x ，只需证2112()122ex x x x ϕ=-+<+， 则2'2211(1)()(1)(1)x x x x x x ϕ-+=-=++，令2()1(1)x x x φ=-+，则'2()(1)2(1)0x x x x φ=-+-+<， 从而()x φ在(0,1)上单调递减，因为22111119()1(1)1(1)10e e e e 24e φ=-+>-+=->，219191966139111040404064000φ⎛⎫⎛⎫=-+=-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，由零点存在的基本定理可知，0119,e 40x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭，使得2000()1(1)0x x x φ=-+=，从而20000(1)1x x x x =++， 结合()x φ在(0,1)上单调递减可知，'0()00x x x ϕ>⇒<<；'0()01x x x ϕ<⇒<<，故()ϕx 在0(0,)x 上单调递增，在0(),1x 上单调递减， 从而222320max 00000000111111()()(1)1222222x x x x x x x x x x ϕϕ==-+=+-+=+++， 故32max 1911912()()()0.72402402ex ϕ<+⋅+<<， 即当01x <<时，()()2e-<g x f x ； (ii) 由'1()ln 10e f x x x =+>⇒>-，从而()f x 在1[,)e-+∞上单调递增，故当1x ≥时，()(1)0f x f ≥=，又因为()1111x g x x x ==-++在(0,)+∞上单调递增， 故当1e x ≤≤时，()()e 2()11e 1ex x g x f x f x x x -=-<≤<+++， 当e x >时，()(e)e f x f >=，此时()()121e<01eg x f x x -<--<+， 综上所述，0x ∀>，()()2e-<g x f x . 【点睛】利用隐零点证明不等式需要注意的地方：一、在利用隐零点求函数最值的时候，一定要精确隐零点所在区间I 的端点值，否则在证明的时候放缩过大或过小都很难求证；二、二分法是一种精确隐零点所在区间I 的一种较好的方法. 【题型】六、已知切线的斜率求参数方程例23．（2023·江苏南京·高三阶段练习）已知函数()2e ,<1=e ,1x x x f x x -≥⎧⎨⎩若方程()0f x x a --=有三个不同的解，则a 的取值范围是（ ） A ．()0,1 B ．()1,e 1- C ．()1,e D ．()e 1,e -【答案】B【分析】将原题转化为()=y f x 与y x a =+有三个不同的交点，结合图象分析相应的临界位置求解，并利用导数处理切线问题. 【详解】∵()0f x x a --=，则()f x x a =+ ∴原题转化为()=y f x 与y x a =+有三个不同的交点 y x a =+表示为斜率为1，纵截距为a 的直线，如图可知：满足条件的直线以过点()1,e A 的直线2l ，与()()e 1xf x x =≤相切的直线1l 为临界位置若过点()1,e A ，则e 1a =+，即e 1a =-若与()()e 1xf x x =≤相切，则()e 1x f x '==，可得()0,01x f ==即切点坐标为()0,1，则=1a ∴a 的取值范围是()1,e 1- 故选：B.例24．（2023·江西·赣州市赣县第三中学高三期中（理））已知0a >，0b >，直线2e y x b-=+与曲线ln y x a =-相切，则11a b+的最小值是（ ） A ．16 B ．12C ．8D ．4【答案】D【分析】设直线2e y x b -=+与曲线ln y x a =-的切点为()00,ln x x a -，求导，根据导数的几何意义求出切点处的切线方程，再结合已知方程求出,a b 的关系，再根据不等式中“1”的整体代换即可得出答案.【详解】解：设直线2e y x b -=+与曲线ln y x a =-的切点为()00,ln x x a -， 因为ln y x a =-，所以1y x'=， 切线方程为()0000011ln ln 1y x x x a x x a x x =-+-=+--， 所以201e x -=，0ln 1x a b --=， 所以1a b +=，又0a >，0b >，所以()111124b a a b a b a b a b ⎛⎫+=++=++≥ ⎪⎝⎭，当且仅当12a b ==时，等号成立，故11a b+的最小值是4. 故选：D.例25．（2023·全国·高三专题练习）若函数()ln bf x a x x=-在点（1，f （1））处的切线的斜率为1，则22a b +的最小值为（ ）A ．12 B C D ．34【答案】A【分析】由导数几何意义得1a b +=，然后由基本不等式得最小值． 【详解】由已知2()a b f x x x '=+，所以(1)1f a b '=+=， 222()122b a a b +≥=+，当且仅当12a b ==时等号成立．故选：A ．例26．（2023·全国·高三专题练习）已知点P 是曲线23ln y x x =-上任意的一点，则点P 到直线2230x y ++=的距离的最小值是（ ）A ．74B ．78C D 【答案】D【分析】由题意可知，过点P 的切线与直线2230x y ++=平行，由此可求出点P 的坐标，然后利用点到直线的距离公式求解即可 【详解】令()321,0y x x x'=-=->，则1x =，即(1,1)P ，所以4d ==， 故选：D ．例27．（2023·全国·高三专题练习）设函数()e 2xf x x =-，直线=+y ax b 是曲线()=y f x 的切线，则2a b +的最大值是__________ 【答案】2e 4-##24e -+【分析】求出函数的导函数，设切点()(),t f t ，从而表示出()f t ，()f t '，即可得到切线方程，从而得到()=e 2=e 1tta b t --⎧⎪⎨⎪⎩，则243e e t t a b t +=-+-，再构造函数，利用导数求出函数的最大值，即可得解.【详解】解：因为()e 2x f x x =-，所以()e 2xf x '=-，设切点()(),t f t ，则()e 2tf t t =-，()e 2t f t '=-，则切线方程为()())e 2e 2(t ty t x t --=--，即()()e 2e 1t ty x t =-+-，又因为=+y ax b 是曲线()=y f x 的切线，所以()=e 2=e 1tta b t --⎧⎪⎨⎪⎩， 则243e e t t a b t +=-+-，令()43e e t tg t t +=--，则()()2e tg t t '=-，当2t >时，()0g t '<，()g t 在()2,+∞上单调递减， 当2t <时，()0g t '>，()g t 在(),2-∞上单调递增，所以=2t 时，()g t 取最大值()222243e 2e 4e g =-+-=-+，即2a b +的最大值为24e -+. 故答案为：24e -+第四天学习及训练【题型】七、两条切线平行、垂直、重合公切线问题例28．（2023·全国·高三专题练习）对于三次函数()f x ，若曲线()y f x =在点(0,0)处的切线与曲线()y xf x =在点(1,2)处点的切线重合，则(2)f '=（）A ．34-B ．14-C ．4-D ．14【答案】B【分析】由(0)0f =得0d =，然后求得()f x '，由20(0)10f -'=-求得2c =，设()()g x xf x =，由(1)2g =得(1)2f =及0a b +=，再由(1)2g '=得3220a b ++=，解得,a b 后可得(2)f '． 【详解】设32()(0)f x ax bx cx d a =+++≠，322(0)0,(),()32f d f x ax bx cx f x ax bx c ==∴=++∴'=++20(0)210f c -∴'===-， 设()()g x xf x =，则(1)(1)22g f a b ==++=，即0a b +=……① 又()()(),(1)(1)(1)2,(1)0g x f x xf x g f f f '=+'∴'=+'=∴'=，即3220a b ++=……②由①②可得2,2,2a b c =-==，(2)14f ∴'=-.故选：B.例29．（2023·全国·高三专题练习）若直线l 与曲线e x y =和ln y x =都相切，则直线l 的条数有（ ） A ．0 B ．1C ．2D ．无数条【答案】C【分析】先设出所求直线l ，再通过设出的直线斜率得到切点，运用切点和斜率构造方程，再通过构造新的函数求解方程解的情况【详解】设直线:l y kx b =+因为直线l 与曲线e x y =和ln y x =都相切 所以对于曲线e x y =，e x y k '==，ln x k =，切点(ln ,)A k k 对于曲线ln y x =，1y k x '==(0)x >，1x k ，切点11(,ln )B k k(0)k > 因为公切线过A 、B 两点所以1lnln 11ln ln AB A B k y y k k k k x x k k k k--+===--- 进而可得ln ln 10k k k k ---= 令()ln ln 1g k k k k k =--- (0)k >1()ln g x k k'=-(0)k > 因为ln k ，1k -均为增函数，又因为(1)10g '=-<，()1e 10eg =->'所以存在0k 使得001ln =0k k -即001ln k k = 所以()g k 在0(0,)k k ∈时单调递减，在0(,)k k ∈+∞单调递增，()01,e k ∈ 0min 0000()()ln ln 1g k g k k k k k ==---又因为001ln k k =所以min 000000111()10g k k k k k k k =⋅---=--< 当2e k =时，()()222222e e e 1e 30g k g lnelne ==---=->因为()01,e k ∈，所以()()20e 0g k g <所以在()20,e k 内存在1k 使得直线l 与曲线e x y =和ln y x =都相切当21e k =时，()222222111111ln ln 1310e e e e e e g k g ⎛⎫==---=-+> ⎪⎝⎭因为()01,e k ∈，所以()0210e g k g ⎛⎫< ⎪⎝⎭所以在021,e k ⎛⎫⎪⎝⎭内存在2k 使得直线l 与曲线e x y =和ln y x =都相切所以综上所述，存在两条斜率分别为12,k k 的两条直线l 与曲线e x y =和ln y x =都相切 故选：C【点睛】①本题运用导数与斜率之间的关系可以将两曲线公切线的切点表示出来 ②通过构造新的函数求解所得到的跟直线斜率有关的方程③通过零点存在性定理最后得到函数是否存在零点，即方程解的情况例30．（2023·全国·高三专题练习）若直线l 与函数()e xf x =，()lng x x =的图象分别相切于点()()11,A x f x ，()()22,B x g x ，则1212x x x x -+=（ ） A ．2- B ．1- C ．1 D ．2【答案】B【分析】利用导数可得切线斜率与切线方程，进而可得1x 与2x 的关系，即可得解.【详解】由()e xf x =，()lng x x =，得()e xf x '=，()1g x x'=， 则121e x x =，121ln e ln x x =，即21ln x x =-．曲线()y f x =在点A 处的切线方程为()111e e 1x xy x x =+-，曲线()y g x =在点B 处的切线方程为2211ln y x x x =-+，所以()112e 11ln x x x -=-+，可得()112111x x x -=--，整理得12121x x x x -+=-， 故选：B.例31．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()ln f x a x =，()e xg x b =，若直线()0y kx k =>与函数()f x ，()g x 的图象都相切，则1a b+的最小值为（ ）A ．2B ．2eC ．2e D【答案】B【分析】利用导数的几何意义分别得到e a k =、ekb =，再运用基本不等式即可求解. 【详解】设直线y kx =与函数()f x ，()g x 的图象相切的切点分别为(),A m km ，(),B n kn .由()af x x '=，有ln km a ma k m=⎧⎪⎨=⎪⎩，解得e m =，e a k =. 又由()e xg x b '=，有e e n n kn b b k⎧=⎨=⎩，解得1n =，e k b =，可得1e e 2e a k b k +=+≥=，当且仅当e a =，1eb =时取“=”. 故选：B例32．（2023·全国·高三专题练习）若两曲线ln 1y x =-与2y ax =存在公切线，则正实数a 的取值范围是（ ） A ．(]0,2e B ．31e ,2-⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C ．310,e 2-⎛⎤⎥⎝⎦D ．[)2e,+∞【答案】B【分析】设公切线与曲线的切点为()11,ln 1x x -，()222,x ax ，利用导数的几何意义分别求ln 1y x =-和2y ax =上的切线方程，由所得切线方程的相关系数相等列方程求参数关系，进而构造函数并利用导数研究单调性求参数范围.【详解】设公切线与曲线ln 1y x =-和2y ax =的交点分别为()11,ln 1x x -，()222,x ax ，其中1>0x ，对于ln 1y x =-有1y x'=，则ln 1y x =-上的切线方程为()()1111ln 1y x x x x --=-，即()11ln 2xy x x =+-， 对于2y ax =有2y ax '=，则2y ax =上的切线方程为()22222y ax ax x x -=-，即2222y ax x ax =-，所以2121212ln 2ax x x ax ⎧=⎪⎨⎪-=-⎩，有1211ln 24x ax -=-，即()22111112ln 04x x x x a =->， 令()222ln g x x x x =-，()()32ln 32ln g x x x x x x '=-=-，令0g x，得32e x =，当320,e x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，0g x，()g x 单调递增，当32,e x ⎛⎫⎪⎝∈+⎭∞时，0g x，()g x 单调递减，所以()332max 1e e 2g x g ⎛⎫== ⎪⎝⎭，故3110e 42a <≤，即31e 2a -≥.故选：B.【点睛】关键点点睛：应用导数几何意义求两条曲线的含参切线方程，由公切线对应系数相等得到相关参数方程，进而构造函数研究单调性求参数范围.例33．（2023·全国·高三专题练习）若函数()()22ln 12x axf x x -=++的图象上，不存在互相垂直的切线，则a 的值可以是（ ） A ．-1 B ．3 C ．1 D ．2【答案】AC【分析】求导，根据函数()f x 的图象上，不存在互相垂直的切线，由()min 0f x '≥求解. 【详解】解：因为函数()()()22ln 112-=++>-x axf x x x ，所以()11111111'=+-=++--≥-=-++f x x a x a a a x x ， 当且仅当111x x +=+，即0x =时，等号成立， 因为函数()f x 的图象上，不存在互相垂直的切线， 所以()min 0f x '≥，即10a -≥， 解得1a ≤， 故选：AC【题型】八、已知某点处的导数求参数或自变量例34．（2023·全国·高三专题练习）已知曲线()40y x x x=+<在点P 处的切线与直线310x y -+=垂直，则点P 的横坐标为（ ）A ．1B ．1-C ．2D ．2-【答案】B【分析】设P 点坐标，求出函数的导数，根据导数的几何意义列出方程，求得答案. 【详解】设()()40f x x x x=+<，点00(,)P x y ， 则()241f x x '=-， 由在点P 处的切线与直线310x y -+=垂直可得()03f x '=-，即20413x -=-，又00x <，∴01x =-, 故选：B例35．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()sin f x m x b =+在6x π=处的切线方程为1y x =+，则实数b 的值为（ ）A ．12 B C ．1 D 【答案】A【分析】求得()cos f x m x '=，利用导数的几何意义，求得1m =，得到()sin f x x b =+，再求得切点(,1)6P π代入函数的解析式，即可求解.【详解】由题意，函数()sin f x m x b =+，则()cos f x m x '=，可得()cos 66f m ππ'==，即切线的斜率k =，=，解得1m =，所以()sin f x x b =+，当6x π=时，116y π+=，即切点(,1)6P π 代入函数()sin f x x b =+，可得sin16b π+=，解得12b =. 故选：A. 【点睛】本题主要考查了利用导数研究曲线在某点处的切线方程及其应用，其中解答中熟记导数的几何意义，合理计算是解答的关键，着重考查运算与求解能力.例36．（2023·全国·高三专题练习）若实数a ，b ，c ，d 满足ln ,1a b c d =+=，则()()22a c b d -+-的最小值为______.【答案】2 【分析】由ln b a =，1d c =+，故()()22a cb d -+-可理解为曲线ln y x =上一点(),a b 与直线1y x =+上一点(),cd 间的距离的平方，采用数形结合和对函数ln y x =求导可知，函数ln y x =在()1,0处的切线方程10x y --=与直线1y x =+之间的距离的平方为我们要求的()()22a c b d -+-的最小值.【详解】由ln b a =，1d c =+，故()()22a c b d -+-可理解为曲线ln y x =上一点(),a b 与直线1y x =+上一点(),c d 间的距离的平方，对于函数ln y x =，令11y x'==，故可得1x =，即函数ln y x =在()1,0处的切线方程为10x y --=，切线方程与直线1y x =+平行，则函数ln y x =在()1,0处的切线方程与直线1y x =+之间的距离d =()()22a cb d -+-的最小值为22d =.故答案为：2.。
考点36 利用导数求切线方程(解析版)
考点36 利用导数求切线方程一．在型求切线方程()0000)1k f x 2y f x f x x ()()()()x (''求斜率:求该点处的导数值：＝求切线:点斜式对应的直线方程：－＝－二．过型求切线方程00'0'000000'00(1)x ,y )(2)f (x )y-y f (x )=x-x (3x y f (x )(4)y-y f (x )⎧⎪⎨⎪=⎩=设点：设切点的坐标（求导：求导函数）列式：求点斜式：三.已知切线求参数1.切点处的导函数为切线斜率2.切点在切线上也是曲线上考向一 在某点处的切线方程【例1-1】（2020·江苏期中）曲线1y x =-在点1,22⎛⎫- ⎪⎝⎭处的切线方程为（ ） A ．4y x = B ．44y x =- C ．()41y x =+ D ．24y x =-【答案】B【解析】由函数1y x =-，则21y x'= 所以曲线1y x =-在点1,22⎛⎫- ⎪⎝⎭处的切线的斜率为12|4x k y ='== 所以切线方程为：1242y x ⎛⎫+=-⎪⎝⎭，即44y x =- 知识理解考向分析故选：B【例1-2】（2020·广东深圳市·明德学校高三月考）函数()ln 1f x x x =+-在点(1,(1))f 处的切线方程为（ ） A ．1y x =-+ B ．22y x =-C ．32y x =-D ．33y x =-+【答案】B【解析】由1(1)0,()1f f x x='=+，有(1)2f '=，则所求切线方程为2(1)y x =-． 故选：B. 【举一反三】1．（2020·北京市第十三中学高三期中）曲线21xy x =-在点()1,1处的切线方程为（ ） A ．20x y --= B ．20x y +-= C ．450x y +-= D ．50x y --=【答案】B【解析】求导得斜率1-，代点检验即可选B.21(21)y x -'=-，1k ∴=-，20x y ∴+-=故选：B2．（2021·辽宁高三其他模拟）已知函数()323f x x x =-++，曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为_______． 【答案】570x y +-= 【解析】()323f x x x =-++，()261f x x '∴=-+，()15f '∴=-，即切线斜率为5-，又()12132f =-++=，∴切线方程为()251y x -=--，即570x y +-=.故答案为：570x y +-=.3．（2021·江西吉安市·高三期末（文））曲线sin 2cos 1y x x =+-在点,02π⎛⎫⎪⎝⎭处的切线方程为_________． 【答案】20x y π+-=【解析】cos 2sin ,22y x x f π''⎛⎫=-=-⎪⎝⎭，曲线sin 2cos 1y x x =+-在点,02π⎛⎫⎪⎝⎭处的切线方程为22y x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，即20x y π+-=．故答案为：20x y π+-=考向二 过某点处的切线方程【例2】（2021·山东聊城市）过点(2,2)P -且与曲线33y x x =-相切的直线方程是（ ） A ．916y x =-+ B ．920y x =- C ．2y =- D ．916y x =-+或2y =-【答案】A【解析】因为33y x x =-所以233y x '=-，曲线33y x x =-在(2,2)P -处的切线斜率为－2，故由直线方程的点斜式得曲线方程为916y x =-+，选A ． 【举一反三】1．（2020·沙坪坝区·重庆一中高三月考）函数()ln f x x =过点()0,0的切线方程为（ ） A ．y x = B ．y x e2=C ．12y x =D ．1y x e=【答案】D【解析】设切点为11(,ln )x x 因为()()1ln f x x f x x'=∴=11111ln 01ln 10x x x e x x -∴=∴=∴=- 因此切线方程为1y x e= 故选：D2．（2020·河南高三月考）过点()0,1-且与曲线11e xy x =-+相切的直线方程为______. 【答案】()e 110x y -++=【解析】设切点为()00,x y ，因为11e x y '=-，所以0011e x x x y ==-'， 所以过切点()00,x y 的切线方程为()00011e x y y x x ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭.因为切线过点()0,1-，所以()0001110e x y x ⎛⎫--=-- ⎪⎝⎭，即00111e x x --+-=()0011e x x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭，解得01x =-，所以所求切线方程为()()()11e 0y x --=--，即切线方程为()e 110x y -++= 故答案为：()e 110x y -++=3．（2021·全国课时练习）已知某曲线的方程为22y x =+，则过点()2,3B -且与该曲线相切的直线方程为______．【答案】210x y +-=或10230x y --= 【解析】【解析】设直线与曲线切于点（x 0，y 0）（x 0≠2），则k=0032y x +-，∵y 0=x 02+2，且∵k=y ′0|x x ==2x 0，∴0032y x +-=2x 0，∴x 02﹣4x 0﹣5=0， ∵x 0=-1，或x 0=5，∴k=2x 0=-2或10，故直线l 的方程210x y +-=或10230x y --=. 故答案为：210x y +-=或10230x y --=．4．（2020·海林市朝鲜族中学）过点（2,0）且与曲线y ＝1x相切的直线的方程为________ 【答案】20x y +-=. 【解析】设切点为()0000220000111,2y x y y y x x x x -∴==-'∴-=-，所以切点为()1,1，由点()2,0可知直线方程为20x y +-=考向三 求参数【例3】（2021·山西晋中市·高三二模（理））曲线ln y x ax =+与直线21y x =-相切，则a =______． 【答案】1【解析】由题意，函数ln y x ax =+，可得1y a x'=+， 设切点为()00,P x y ，则01y a x '=+，因为曲线ln y x ax =+与直线21y x =-相切，可得12a x +=，即0021ax x =-，① 又由000ln y x ax =+，即切点为000(,ln )x x ax +，可得0002n 1l x ax x =-+，② 联立①②，可得01,1x a ==． 故答案为：1 【举一反三】1．（2021·广西南宁市·南宁三中高三开学考试（理））已知直线2y x b =+是曲线ln 3y x =+的一条切线，则b =_________． 【答案】2ln 2-．【解析】对ln 3y x =+，1y x '=，由12y x '==，得12x =时， 1ln 33ln 22y =+=-， 所以13ln 222b -=⨯+，2ln 2b =-． 故答案为：2ln 2-．2．（2021·山西吕梁市·高三一模（理））已知曲线32y x ax =+-与x 轴相切，则a =___________.【答案】3-【解析】设曲线上切点坐标为()300,2x x ax +-，因为23'=+y x a ，所以203003020k x a x ax ⎧=+=⎨+-=⎩，解得01x =-，3a =-.故答案为：3-3．（2021·江西赣州市·高三期末（文））若曲线ln 1y x x =+在1x =处的切线与直线2(1)30ax a y --+=垂直，则a =______. 【答案】13； 【解析】由题意得，()ln 1f x x '=+，所以(1)1f '=， 因为切线与直线2(1)30ax a y --+=垂直， 所以10a -≠，且2111aa ⨯=--，解得13a =. 故答案为：13． 4．（2021·云南昆明市·昆明一中高三月考（文））若直线l ：2y ex b =+是曲线2ln y x =的切线，则实A ．-4B ．-2C ．2e D ．e【答案】A【解析】设l ：2y ex b =+与曲线2ln y x =相切于点()00,2ln x x ， 则()002f x x '=， 所以的方程为()00022ln y x x x x -=-， 则0022ln 2x y x x =+-，故022e x =，解得01x e=，则直线l ：24y ex =-，所以4b =-， 故选：A.1．（2021·安徽芜湖市·高三期末（理））已知1()ln 2f x x =-21(1)4f x x '++，则曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程为（ ） A ．10x y --= B ．410x y --= C ．410x y --= D ．4410x y --=【答案】D【解析】由题意得：1()(1)1f x f x x''=-+， 令1x =，可得(1)1(1)1f f ''=-+，解得(1)1f '=，根据导数的几何意义可得，在点(1,(1))f 处切线斜率(1)1k f '==，又1()ln 2f x x =-214x x ++，所以113(1)ln11244f =-++=，即切点为3(1,)4，所以切线方程为3(1)4y x -=-，整理得：4410x y --=.故选：D2．（2021·内蒙古包头市·高三期末（理））若直线2y x b =-+为曲线xy x e =-的一条切线，则实数b 的强化练习A ．ln33-B ．3ln33+C ．ln33+D ．3ln33-【答案】D【解析】设切点为000(,)xx x e -， 由xy x e =-得1xy e '=-，所以012x e -=-，得03x e =，得0ln 3x =， 所以切点为(ln 3,ln 33)-，所以ln332ln3b -=-+，得3ln33b =-. 故选：D3．（2020·全国高三月考）曲线1axy x =-在点()2,2a 处的切线方程为30x y b -+=，则（ ）． A ．3a =，12b =- B ．3a =-，0b = C ．3a =，0b = D ．3a =-，12b =-【答案】D【解析】由题意得()()()22111a x axay x x --'==---，所以()2221x ay a ==-=--'，因为直线30x y b -+=的斜率为3， 所以3a -=，故3a =-，故切点为()2,6-，代入切线方程为30x y b -+=得12b =-． 故选：D.4（2021·全国高三专题练习）已知函数2()ln f x a x x =+，0a >，若曲线()y f x =在点(1,1)处的切线是曲线()y f x =的所有切线中斜率最小的，则a =（ ）A ．12B ．1CD ．2【答案】D【解析】因为2()ln f x a x x =+，定义域为()0,∞+，所以()2a f x x x'=+， 由导数的几何意义可知：当1x =时()f x '取得最小值， 因为0a >，0x >，所以()2a x f x x '=+≥= 当且仅当2ax x=即22a x =时()f x '取得最小值， 又因为1x =时()f x '取得最小值，所以2212a =⨯=， 故选：D5．（2020·全国高三专题练习（文））曲线()ln 21y x =-上的点到直线280x y -+=的最短距离是（ ） A．B ．2C．D【答案】A【解析】如图所示，将直线280x y -+=平移至与函数()()ln 21f x x =-图象相切时， 切点到直线280x y -+=的距离最短,设切点坐标为()()00,x f x ，()221f x x ='-,令()02f x '=得，01x =，则切点坐标为()1,0， 所以切点()1,0到直线280x y -+=的距离为：()22211082521d ⨯-⨯+==+-.故选：A.6．（多选）（2020·全国高三专题练习）曲线3()3f x x x =-+在点P 处的切线平行于21y x =-，则点P 的坐标为（ ） A ．()1,3 B ．()1,3-C ．()1,3--D ．()1,3-【答案】AB【解析】因()231f x x '=-，令()2f x '=，故23121x x -=⇒=或1-，所以()1,3P 或()1,3-，经检验，点()1,3，()1,3-均不在直线21y x =-上， 故选：AB7．（2021·全国高三开学考试（文））曲线ln y a x =-在点()1,a 处的切线与曲线e x y =-相切，则a =___________. 【答案】2-【解析】由ln y a x =-求导得1y x'=-， ∴曲线ln y a x =-在点()1,a 处的切线方程为()1y a x -=--，即1y x a =-++. 设1y x a =-++与e x y =-相切于点()00,e x x -，由e x y =-求导得e xy '=-， ∴0e 1x -=-，∴00x =，即切点为()0,1-. 它在切线1y x a =-++上， ∴11a +=-， ∴2a =-. 故答案为：-28．（2021·安徽安庆市·高三一模（文））函数2()x f x x e =在点()()1,1f 处的切线方程为________. 【答案】320ex y e --= 【解析】因为2()x f x x e =， 所以()2'()2xf x exx =+，则()'13f e =，()1f e =，所以在()()1,1f 处的切线方程为320ex y e --=.9．（2021·内蒙古包头市·高三期末（文））曲线ln 32y x x x =++的一条切线的斜率为4，则该切线的方程是______． 【答案】41y x =+【解析】因为ln 32y x x x =++， 所以ln 4y x '=+， 设切点为()00,x y ， 因为切线的斜率为4， 所以0ln 44x +=， 解得001,5x y ==，所以该切线的方程是()541y x -=-，即41y x =+ 故答案为：41y x =+10．（2021·安徽安庆市·高三一模（理））函数1()(1)x f x x e a -=++在(1,(1))f 处的切线经过点()3,7 ，则实数a =___________. 【答案】1-【解析】由1()(1)x f x x e a -=++，得()()12x f x ex -'=+，()13f '=，()12f a =+，而切线过点()3,7，从而有()72331a -+=-，解得1a =-， 故答案为：1-.11．（2021·宁夏吴忠市·高三一模（文））曲线()e cos xf x x x =-在()0,1-处的切线方程为_________．【答案】1y x =-【解析】由()e cos xf x x x =-得：()e (1)sin x f x x x '=++，()00e sin01f '=+=，因为切点()0,1-在曲线上，所以所求切线方程为1y x +=，即1y x =-． 故答案为：1y x =-.12．（2021·山西吕梁市·高三一模（文））曲线31233y x =+在点()1,1处的切线方程为________．【答案】0x y -=【解析】()1,1为切点时，由2y x '=时，斜率k =1，所以切线方程：y -1=x – 1; 故答案为：0x y -=13．（2021·六盘山高级中学高三期末（文））曲线1xy xe x =++在点()0,1处的切线方程为______. 【答案】21y x =+【解析】1x x y e xe '=++，∴切线的斜率为00|12x k y e ='==+=则切线方程为12y x -=，即21y x =+故答案为：21y x =+14．（2020·湖北高三月考）函数2()2x f x x-=+在点()0,(0)f 处的切线方程为________. 【答案】10x y +-= 【解析】因为2()2x f x x -=+，所以()2(24)f x x -'=+，(0)1f '=-， 因为(0)1f =，所以切线方程为10y x ，即10x y +-=，故答案为：10x y +-=.15．（2021·江苏泰州市·高三期末）函数()e x f x x =+(其中e 为自然对数的底数)的图象在点(0,(0))f 处的切线方程为________.【答案】21y x =+【解析】因为()e 1x f x '=+，所以()()00012,001f e f e '=+==+=， 所以切线方程为：()120y x -=-，即21y x =+，故答案为：21y x =+.16．（2020·贵州铜仁伟才学校高三月考（文））曲线2sin cos y x x =+在点(,1)π-处的切线方程为________.【答案】2210x y +-π+=【解析】由2sin cos y x x =+，得2cos sin y x x '=-，则x π=时2cos sin 2y ππ'=-=-， 即切线斜率2k =-，故切线方程为()12y x π+=--，即2210x y +-π+=.故答案为：2210x y +-π+=.17．（2020·吉林油田第十一中学高三月考（文））曲线3y x x =-在点()1,0处的切线方程为______．【答案】220x y --=【解析】因为()3f x x x =-， 所以()231f x x '=-。
专题2.12 导数的切线方程(解析版)
第十二讲 导数的切线方程1. 导数的几何意义：切线的斜率2. 求斜率的方法（1）公式：/12012tan ()y y k f x x x α-===- 0απ为直线的倾斜角，范围[0,),x 是切点的横坐标（2）当直线l 1、l 2的斜率都存在时：1212l l k k ⇔=，12120l l k k ⊥⇔•=3. 切线方程的求法（1）求出直线的斜率（2）求出直线上的一点或切点（3）利用点斜式00()y y k x x -=-写出直线方程。
考向一 斜率（或倾斜角）与切点互求【例1】（1）曲线y ＝13x 3在x ＝1处切线的倾斜角为 。
（2）设函数()ln f x x x =，若0()2f x '=，则0x =______________．【答案】（1）π4.（2）e 【解析】（1）∵y ′＝x 2，∴y ′|x ＝1＝1，∴切线的倾斜角α满足tan α＝1，∵0≤α<π，∴α＝π4. （3）由题意得()ln 1f x x '=+，又00()ln 12f x x '=+=，解得0e x =．【举一反三】1.已知在曲线2y x =上过点00(),P x y 的切线为l ．（1）若切线l 平行于直线45y x =-，求点P 的坐标；（2）若切线l 垂直于直线2650x y -+=，求点P 的坐标；（3）若切线l 的倾斜角为135︒，求点P 的坐标．【答案】（1）(2,4)；（2）39(,)24-；（3）11(,)24-．【解析】（1）两条直线平行斜率相等，2x 0=4,x 0=2,代入曲线y 0=4,切点P （2,4）（2）直线直线垂直，斜率相乘等于- 1.0000139392x =-1,x =-,将x 代入曲线y =,故P （-，）32424（3）因为切线l 的倾斜角为135︒，所以其斜率为1-．即021x =-，得012x =-，014y =，故11(,)24P -．考向二 在某点处求切线方程【例2】设函数f (x )＝x ln x ，则点(1,0)处的切线方程是________．【解析】因为f ′(x )＝ln x ＋1，所以f ′(1)＝1，所以切线方程为x －y －1＝0.【答案】x －y －1＝0【举一反三】1.函数f (x )＝e x cos x 在点(0，f (0))处的切线方程为 。
(完整版)利用导数求曲线的切线和公切线
利用导数求曲线的切线和公切线一. 求切线万程【例11 .已知曲线f(x)=x 3-2x 2+1.(1) 求在点P (1,0 )处的切线l 1的方程；⑵ 求过点Q( 2,1 )与已知曲线f(x)相切的直线丨2的方程.提醒：注意是在某个点处还是过某个点！二. 有关切线的条数【例21.( 2014?北京)已知函数f (x ) =2x 3 - 3x .(I)求f (x )在区间［-2, 1］上的最大值；(n)若过点P (1, t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切，求t 的取值范围;(川)问过点 A (- 1, 2), B (2, 10), C (0, 2)分别存在几条直线与曲线 y=f (x )相切？(只需写出结论)【解答1 解：(I)由 f (x ) =2x 3 - 3x 得 f '( x ) =6x 2- 3, 令 f '(x ) =0 得，x= -^_或 x=」,•- f (-2) =- 10, f (-=) =：-：, f (斗)=-::,f (1) =- 1, .f (x )在区间［-2, 1］上的最大值为：.：.(n)设过点P (1, t )的直线与曲线y=f (x )相切于点(X 。
，y °),则y °=2诃-3X 0，且切线斜率为k=6爲-3, .切线方程为 y -y o = (6-,- - 3)(x - x o ), +t+3=0，设 g (x ) =4x 3 - 6x 2+t+3 ,则“过点P (1, t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切”，等价于“ g (x )有3 个不同的零点”.T g '(x ) =12x 2- 12x=12x (x - 1),.g (0) =t+3是g (x )的极大值，g (1) =t+1是g (x )的极小值. .g (0)> 0 且 g (1)v 0,即-3v t v- 1,.当过点过点P (1, t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切时，t 的取值范围是 (-3,- 1).(rn)过点A (- 1, 2)存在3条直线与曲线y=f (x )相切；过点B (2, 10)存在2条直线与曲线y=f (x )相切； 过点C (0, 2)存在1条直线与曲线y=f (x )相切.(6t - y o = -3)( 1-X 。
导数中的公切线问题--2024年新高考数学一轮复习题型归纳与方法总结 解析版
导数中的公切线问题知识点梳理一、公切线问题一般思路两个曲线的公切线问题，主要考查利用导数的几何意义进行解决，关键是抓住切线的斜率进行转化和过渡.主要应用在求公切线方程，切线有关的参数，以及与函数的其他性质联系到一起.处理与切线有关的参数，通常根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程并解出参数：①切点处的导数是切线的斜率；②切点在切线上；③切点在曲线上.考法1：求公切线方程已知其中一曲线上的切点，利用导数几何意义求切线斜率，进而求出另一曲线上的切点；不知切点坐标，则应假设两切点坐标，通过建立切点坐标间的关系式，解方程.具体做法为：设公切线在y =f (x )上的切点P 1(x 1，f (x 1))，在y =g (x )上的切点P 2(x 2，g (x 2))，则f ′(x 1)=g ′(x 2)=f x 1 -g x 2x 1-x 2.考法2：由公切线求参数的值或范围问题由公切线求参数的值或范围问题，其关键是列出函数的导数等于切线斜率的方程．题型精讲精练1若直线y =kx +b 是曲线y =e x 的切线，也是曲线y =ln x +2 的切线，则k =______．【解析】设y =kx +b 与y =e x 和y =ln x +2 ，分别切于点x 1,e x 1，x 2,ln x 2+2 ，由导数的几何意义可得：k =e x 1=1x 2+2，即x 2+2=1ex 1，①则切线方程为y -e x 1=e x 1x -x 1 ，即y =e x 1x -e x 1x 1+e x 1，或y -ln x 2+2 =1x 2+2x -x 2 ，即y -ln x 2+2 =1x 2+2x -x 2 ，②将①代入②得y =e x 1x +2e x 1-1-x 1，又直线y =kx +b 是曲线y =e x 的切线，也是曲线y =ln x +2 的切线，则-e x 1x 1+e x 1=2e x 1-1-x 1，即e x 1-1 x 1+1 =0，则x 1=-1或x 1=0，即k =e 0=1或k =e -1=1e ，故答案为1或1e．2已知直线y =kx +b 与函数y =e x 的图像相切于点P x 1,y 1 ，与函数y =ln x 的图像相切于点Q x 2,y 2 ，若x 2>1，且x 2∈n ,n +1 ，n ∈Z ，则n =______．【解析】依题意，可得e x 1=k =1x 2y 1=e x 1=kx 1+by 2=ln x 2=kx 2+b，整理得x 2ln x 2-ln x 2-x 2-1=0令f x =x ln x -ln x -x -1x >1 ，则f x =ln x -1x在1,+∞ 单调递增且f 1 ⋅f 2 <0，∴存在唯一实数m ∈1,2 ，使f m =0f x min =f m <f 1 <0，f 2 =ln2-3<0，f 3 =2ln3-4<0，f 4 =3ln4-5<0，f 5 =4ln5-6>0，∴x 2∈4,5 ，故n =4．【题型训练】1.求公切线方程一、单选题1(2023·全国·高三专题练习)曲线y =1x与曲线y =-x 2的公切线方程为()A.y =-4x +4B.y =4x -4C.y =-2x +4D.y =2x -4【答案】A【分析】画出图象，从而确定正确选项.【详解】画出y =1x,y =-x 2以及四个选项中直线的图象如下图所示，由图可知A 选项符合.故选：A2(2023·全国·高三专题练习)对于三次函数f (x )，若曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线与曲线y =xf (x )在点(1,2)处点的切线重合，则f ′(2)=()A.-34B.-14C.-4D.14【答案】B【分析】由f(0)=0得d=0，然后求得f (x)，由f (0)=2-01-0求得c=2，设g(x)=xf(x)，由g(1)=2得f(1)=2及a+b=0，再由g (1)=2得3a+2b+2=0，解得a,b后可得f (2)．【详解】设f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)，∵f(0)=d=0,∴f(x)=ax3+bx2+cx,∴f′(x)=3ax2+2bx+c∴f′(0)=c=2-01-0=2，设g(x)=xf(x)，则g(1)=f(1)=a+b+2=2，即a+b=0⋯⋯①又∵g′(x)=f(x)+xf′(x),∴g′(1)=f(1)+f′(1)=2,∴f′(1)=0，即3a+2b+2=0⋯⋯②由①②可得a=-2,b=2,c=2，∴f′(2)=-14.故选：B.3(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x ln x，g x =ax2-x．若经过点A1,0存在一条直线l与曲线y=f x 和y=g x 都相切，则a=()A.-1B.1C.2D.3【答案】B【分析】先求得f(x)在A(1,0)处的切线方程，然后与g x =ax2-x联立，由Δ=0求解【详解】解析：∵f x =x ln x，∴f x =1+ln x，∴f 1 =1+ln1=1，∴k=1，∴曲线y=f x 在A1,0处的切线方程为y=x-1，由y=x-1y=ax2-x得ax2-2x+1=0，由Δ=4-4a=0，解得a=1．故选：B4(2023·全国·高三专题练习)已知函数f(x)=x2-4x+4,g(x)=x-1，则f(x)和g(x)的公切线的条数为A.三条B.二条C.一条D.0条【答案】A【分析】分别设出两条曲线的切点坐标，根据斜率相等得到方程8n3-8n2+1=0，构造函数f x =8x3-8x2+1,f x =8x3x-2，研究方程的根的个数，即可得到切线的条数.【详解】设公切线与f x 和g x 分别相切于点m,f m,n,f n,f x =2x-4，g x =-x -2,gn =fm =g n -f m n -m ，解得m =-n -22+2，代入化简得8n 3-8n 2+1=0，构造函数f x =8x 3-8x 2+1,f x =8x 3x -2 ，原函数在-∞，0 ↗，0，23 ↘，23，+∞ ↗，极大值f 0 >0,极小值，f 23<0故函数和x 轴有交3个点，方程8n 3-8n 2+1=0有三解，故切线有3条.故选A .【点睛】这个题目考查了利用导数求函数在某一点处的切线方程；步骤一般为：一，对函数求导，代入已知点得到在这一点处的斜率；二，求出这个点的横纵坐标；三，利用点斜式写出直线方程.考查了函数零点个数问题，即转化为函数图像和x 轴的交点问题.5(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x 2-2m ，g x =3ln x -x ，若y =f x 与y =g x在公共点处的切线相同，则m =()A.-3B.1C.2D.5【答案】B【分析】设曲线y =f x 与y =g x 的公共点为x 0,y 0 ，根据题意可得出关于x 0、m 的方程组，进而可求得实数m 的值.【详解】设函数f x =x 2-2m ，g x =3ln x -x 的公共点设为x 0,y 0 ，则f x 0 =g x 0 f x 0 =g x 0 ，即x 20-2m =3ln x 0-x 02x 0=3x 0-1x 0>0，解得x 0=m =1，故选：B .【点睛】本题考查利用两函数的公切线求参数，要结合公共点以及导数值相等列方程组求解，考查计算能力，属于中等题.6(2023·全国·高三专题练习)函数f (x )=ln x 在点P (x 0,f (x 0))处的切线与函数g (x )=e x 的图象也相切，则满足条件的切点的个数有A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】C【分析】先求直线l 为函数的图象上一点A (x 0，f (x 0))处的切线方程，再设直线l 与曲线y =g (x )相切于点(x 1，e x 1)，进而可得ln x 0=x 0+1x 0-1，根据函数图象的交点即可得出结论．【详解】解：∵f (x )=ln x ，∴f ′(x )=1x ，∴x =x 0，f ′(x 0)=1x 0，∴切线l的方程为y-ln x0=1x0(x-x0)，即y=1x0x+ln x0-1，①设直线l与曲线y=g(x)相切于点(x1，e x1)，∵g (x)=e x，∴e x1=1x0，∴x1=-ln x0．∴直线l也为y-1x0=1x0(x+ln x0)即y=1x0x+ln x0x0+1x0，②由①②得ln x0=x0+1 x0-1，如图所示，在同一直角坐标系中画出y=ln x,y=x+1x-1的图象，即可得方程有两解，故切点有2个.故选：C二、填空题7(2023·吉林长春·长春吉大附中实验学校校考模拟预测)与曲线y=e x和y=-x24都相切的直线方程为.【答案】y=x+1【分析】分别设出直线与两曲线相切的切点，然后表示出直线的方程，再根据切线是同一条直线建立方程求解.【详解】设直线与曲线y=e x相切于点x1,e x1，因为y =e x，所以该直线的方程为y-e x1=e x1x-x 1，即y=e x1x+e x11-x1，设直线与曲线y=-x24相切于点x2,-x224，因为y =-x2，所以该直线的方程为y+x224=-x22x-x2，即y=-x22x+x224，所以e x1=-x22e x11-x1=x224，解得x1=0,x2=-2，所以该直线的方程为y=x+1，故答案为：y=x+1.8(2023·全国·高三专题练习)已知f x =e x-1(e为自然对数的底数)，g x =ln x+1，请写出f x 与g x 的一条公切线的方程．【答案】y=ex-1或y=x【分析】假设切点分别为m,e m-1，n,ln n+1，根据导数几何意义可求得公切线方程，由此可构造方程求得m，代入公切线方程即可得到结果.【详解】设公切线与f x 相切于点m,e m-1，与g x 相切于点n,ln n+1，∵f x =e x，g x =1x，∴公切线斜率k=e m=1n；∴公切线方程为：y-e m+1=e m x-m或y-ln n-1=1nx-n，整理可得：y=e m x-m-1e m-1或y=1nx+ln n，∴e m=1nm-1e m+1=-ln n，即m=-ln nm-1e m +1=-ln n，∴m-1e m+1-m=m-1e m-1=0，解得：m=1或m=0，∴公切线方程为：y=ex-1或y=x.故答案为：y=ex-1或y=x.9(2023春·安徽·高三合肥市第六中学校联考开学考试)已知直线l与曲线y=e x、y=2+ln x都相切，则直线l的方程为．【答案】y=x+1或y=ex【分析】分别求出两曲线的切线方程是y=e x1x+e x11-x1和y=1x2x+1+ln x2，解方程e x1=1x2，e x11-x1=1+ln x2，即得解.【详解】解：由y=e x得y =e x，设切点为x1,e x1，所以切线的斜率为e x1，则直线l的方程为：y=e x1x+e x11-x1；由y =2+ln x 得y =1x ，设切点为x 2,2+ln x 2 ，所以切线的斜率为1x 2，则直线l 的方程为：y =1x 2x +1+ln x 2．所以e x 1=1x 2，e x 11-x 1 =1+ln x 2，消去x 1得1x 2-11+ln x 2 =0，故x 2=1或x 2=1e，所以直线l 的方程为：y =x +1或y =ex ．故答案为：y =x +1或y =ex 10(2023春·浙江金华·高三浙江金华第一中学校考阶段练习)已知直线y =kx +b 是曲线y =ln 1+x 与y =2+ln x 的公切线，则k +b =.【答案】3-ln2【分析】分别设两条曲线上的切点，写出切线方程，建立方程组，解出切点，计算k +b .【详解】设曲线y =ln 1+x 上切点A x 1,ln 1+x 1 ，y =11+x，切线斜率k =11+x 1，切线方程y -ln 1+x 1 =11+x 1x -x 1 ，即y =11+x 1x -x 11+x 1+ln 1+x 1同理，设曲线y =2+ln x 上切点B x 2,2+ln x 2 ，y =1x，切线斜率k =1x 2，切线方程y -2+ln x 2 =1x 2x -x 2 ，即y =1x 2x +1+ln x 2，所以11+x 1=1x 2-x11+x 1+ln (1+x 1)=1+ln x 2，解得x 1=-12x 2=12，所以k =2，b =1-ln2，k +b =3-ln2.故答案为：3-ln2.2.公切线中的参数问题一、单选题1(2023·陕西渭南·统考一模)已知直线y =ax +b (a ∈R ,b >0)是曲线f x =e x 与曲线g x =ln x +2的公切线，则a +b 等于()A.e +2B.3C.e +1D.2【答案】D【分析】由f x 求得切线方程，结合该切线也是g x 的切线列方程，求得切点坐标以及斜率，进而求得直线y =ax +b ，从而求得正确答案.【详解】设t ,e t 是f x 图象上的一点，f x =e x ，所以f x 在点t ,e t 处的切线方程为y -e t =e t x -t ，y =e t x +1-t e t ①，令g x =1x=e t ，解得x =e -t ，g e -t=ln e -t+2=2-t ，所以2-t -e te -t-t=e t ，1-t =1-t e t ，所以t =0或t =1(此时①为y =ex ，b =0，不符合题意，舍去)，所以t =0，此时①可化为y -1=1×x -0 ,y =x +1，所以a +b =1+1=2.故选：D2(2023·陕西榆林·校考模拟预测)若直线l 与曲线y =e x 相切，切点为M x 1,y 1 ，与曲线y =x +32也相切，切点为N x 2,y 2 ，则2x 1-x 2的值为()A.-2B.-1C.0D.1【答案】B【分析】根据导数求出切线的斜率，得到切线方程，根据两切线方程即可得解.【详解】因为直线l 与曲线y =e x 相切，切点为M x 1,y 1 ，可知直线l 的方程为y =e x 1x -x 1 +e x 1=e x 1x +1-x 1 e x 1，又直线l 与曲线y =x +3 2也相切，切点为N x 2,y 2 ，可知直线l 的方程为y =2x 2+3 x -x 2 +x 2+3 2=2x 2+3 x -x 22+9，所以e x 1=2x 2+3 1-x 1 e x 1=-x 22+9，两式相除，可得21-x 1 =3-x 2，所以2x 1-x 2=-1.故选：B3(2023春·河南·高三校联考阶段练习)已知曲线y =x 在点x 0,x 0 0<x 0<14处的切线也与曲线y =e x 相切，则x 0所在的区间是()A.0,14e 4B.14e 4,14e 2C.14e 2,14eD.14e ,14【答案】C【分析】设切线l与曲线y=e x的切点为m,e m，通过导数分别写出切线方程，由两条切线重合得出方程，再通过此方程有解得出结果.【详解】设该切线为l，对y=x求导得y =12x，所以l的方程为y-x0=12x0x-x0，即y=12x0x+x02．设l与曲线y=e x相切的切点为m,e m，则l的方程又可以写为y-e m=e m x-m，即y=e m x+1-me m．所以e m=12x0，x02=1-me m．消去m，可得x0=1+ln2x0，0<x0<1 4，令t=2x0∈0,1，则ln t-t24+1=0．设h t =ln t-t24+1，当0<t<1时，h t =1t-t2>0，所以h t 在0,1上单调递增，又h1e=-14e2<0，h1e=12-14e>0，所以t0=2x0∈1e,1e，所以x0∈14e2,14e．故选：C.4(2023·全国·高三专题练习)若函数f x =2a ln x+1与g x =x2+1的图像存在公共切线，则实数a的最大值为()A.eB.2eC.e22D.e2【答案】A【分析】分别设公切线与g x =x2+1和f(x)=2a ln x+1的切点x1,x21+1，x2,2a ln x2+1，根据导数的几何意义列式，再化简可得a=2x22-2x22ln x2，再求导分析h(x)=2x2-2x2⋅ln x(x >0)的最大值即可【详解】g x =2x，f x =2a x，设公切线与g x =x2+1的图像切于点x1,x21+1，与曲线f(x)=2a ln x+1切于点x2,2a ln x2+1，所以2x1=2ax2=2a ln x2+1-x21+1x2-x1=2a ln x2-x21x2-x1，故a=x1x2，所以2x1=2x1x2ln x2-x21x2-x1，所以x1=2x2-2x2⋅ln x2，因为a=x1x2，故a=2x22-2x22ln x2，设h(x)=2x2-2x2⋅ln x(x>0)，则h (x)=2x(1-2ln x)，令h (x)=0⇒x=e当h (x)>0时，x∈(0,e)，当h (x)<0时，x∈(e,+∞)，所以h x 在(0,e)上递增，在(e,+∞)上递减，所以h(x)max=h(e)=e，所以实数a的最大值为e，故选：A.5(2023·湖南郴州·统考模拟预测)定义：若直线l与函数y=f x ，y=g x 的图象都相切，则称直线l为函数y=f x 和y=g x 的公切线．若函数f x =a ln x a>0和g x =x2有且仅有一条公切线，则实数a的值为()A.eB.eC.2eD.2e【答案】C【分析】设直线与g x =x2的切点为x1,x21，然后根据导数的几何意义可推得切线方程为y=2x1x-x21，y=ax2x+a ln x2-1.两条切线重合，即可得出a=4x22-4x22ln x2有唯一实根.构造h x =4x2-4x2ln x x>0，根据导函数得出函数的性质，作出函数的图象，结合图象，即可得出答案.【详解】设直线与g x =x2的切点为x1,x21，因为g x =2x，根据导数的几何意义可知该直线的斜率为2x1，即该直线的方程为y-x21=2x1x-x1，即y=2x1x-x21.设直线与f x =a ln x的切点为(x2,a ln x2)，因为f x =ax，根据导数的几何意义可知该直线的斜率为ax2，即该直线的方程为y-a ln x2=ax2x-x2，即y=ax2x+a ln x2-1.因为函数f x =a ln x a>0和g x =x2有且只有一条公切线，所以有2x1=ax2a ln x2-1=-x21 ，即a=4x22-4x22ln x2有唯一实根.令h x =4x2-4x2ln x x>0，则h x =8x-8x ln x-4x=4x1-2ln x.解h x =0，可得x= e.当4x1-2ln x>0时，0<x<e，所以h x 在0,e上单调递增；当4x1-2ln x<0时，x>e，所以h x 在e,+∞上单调递减.所以h x 在x=e处取得最大值h e=4e-4e×12=2e.当x→0时，h x →0，h e =4e2-4e2ln e=0，函数h x 图象如图所示，因为a>0，a=4x2-4x2ln x有唯一实根，所以只有a=2e.故选：C6(2023春·广东汕头·高三汕头市潮阳实验学校校考阶段练习)已知函数f x =2+ln x，g x = a x，若总存在两条不同的直线与函数y=f x ，y=g x 图象均相切，则实数a的取值范围为()A.0,1B.0,2C.1,2D.1,e【答案】B【分析】设函数y=f x ，y=g x 的切点坐标分别为x1,2+ln x1，x2,a x2，根据导数几何意义可得a2=4ln x1+4x1，x1>0，即该方程有两个不同的实根，则设h x =4ln x+4x,x>0，求导确定其单调性与取值情况，即可得实数a的取值范围.【详解】解：设函数f x =2+ln x上的切点坐标为x1,2+ln x1，且x1>0，函数g x =a x 上的切点坐标为x2,a x2，且x2≥0，又f x =1x,g x =a2x，则公切线的斜率k=1x1=a2x2，则a>0，所以x2=a24x21，则公切线方程为y-2+ln x1=1x1x-x1，即y=1x1x+ln x1+1，代入x 2,a x 2 得：a x 2=1x 1x 2+ln x 1+1，则a 22x 1=1x 1⋅a 24x 21+ln x 1+1，整理得a 2=4ln x 1+4x 1，若总存在两条不同的直线与函数y =f x ，y =g x 图象均相切，则方程a 2=4ln x 1+4x 1有两个不同的实根，设h x =4ln x +4x,x >0，则h x =4x⋅x -4ln x +4x2=-4ln xx，令h x =0得x =1，当x ∈0,1 时，h x >0，h x 单调递增，x ∈1,+∞ 时，h x <0，h x 单调递减，又h x =0可得x =1e，则x →0时，h x →-∞；x →+∞时，h x →0，则函数h x 的大致图象如下：所以a >00<a 2<4，解得0<a <2，故实数a 的取值范围为0,2 .故选：B .【点睛】本题考查了函数的公切线、函数方程与导数的综合应用，难度较大.解决本题的关键是，根据公切线的几何意义，设切点坐标分别为x 1,2+ln x 1 ，且x 1>0，x 2,a x 2 ，且x 2≥0，可得k =1x 1=a 2x 2，即有x 2=a 24x 21，得公切线方程为y =1x 1x +ln x 1+1，代入切点x 2,a x 2 将双变量方程a x 2=1x 1x 2+ln x 1+1转化为单变量方程a 22x 1=1x 1⋅a 24x 21+ln x 1+1，根据含参方程进行“参变分离”得a 2=4ln x 1+4x 1，转化为一曲一直问题，即可得实数a 的取值范围.7(2023·全国·高三专题练习)若曲线y =ln x +1与曲线y =x 2+x +3a 有公切线，则实数a 的取值范围()A.2ln2-36,3-ln22B.1-4ln212,3-ln22C.2ln2-36,+∞ D.1-4ln212,+∞【答案】D【分析】分别求出两曲线的切线方程，则两切线方程相同，据此求出a 关于切点x 的解析式，根据解析式的值域确定a 的范围.【详解】设x 1,y 1 是曲线y =ln x +1的切点，设x 2,y 2 是曲线y =x 2+x +3a 的切点，对于曲线y =ln x +1，其导数为y =1x ，对于曲线y =x 2+x +3a ，其导数为y =2x +1，所以切线方程分别为：y -ln x 1+1 =1x 1x -x 1 ，y -x 22+x 2+3a =2x 2+1 x -x 2 ，两切线重合，对照斜率和纵截距可得：1x 1=2x 2+1ln x 1=-x 22+3a，解得3a =ln x 1+x 22=ln 12x 2+1+x 22=-ln 2x 2+1+x 22x 2>-12 ，令h x =-ln 2x +1 +x 2x >-12，hx =-22x +1+2x =4x 2+2x -22x +1=2x +1 2x -1 2x +1=0，得：x =12，当x ∈-12,12时，h x <0，h x 是减函数，当x ∈12,+∞时，h x >0，h x 是增函数，∴h min x =h 12 =14-ln2且当x 趋于-12时，，h x 趋于+∞；当x 趋于+∞时，h x 趋于+∞；∴3a ≥14-ln2，∴a ≥1-4ln212；故选：D ．8(2023·河北·统考模拟预测)若曲线f (x )=3x 2-2与曲线g (x )=-2-m ln x (m ≠0)存在公切线，则实数m 的最小值为()A.-6eB.-3eC.2eD.6e【答案】A【分析】求出函数的导函数，设公切线与f x 切于点x 1,3x 21-2 ，与曲线g x 切于点x 2,-2-m ln x 2 ，x 2>0 ，即可得到m =-6x 1x 2，则x 1=0或x 1=2x 2-x 2ln x 2，从而得到m =12x 22ln x 2-12x 22，在令h x =12x 2ln x -12x 2，x >0 ，利用导数求出函数的最小值，即可得解；【详解】因为f (x )=3x 2-2，g (x )=-2-m ln x (m ≠0)，所以f (x )=6x ，g (x )=-mx，设公切线与f x 切于点x 1,3x 21-2 ，与曲线g x 切于点x 2,-2-m ln x 2 ，x 2>0 ，所以6x 1=-m x 2=-2-m ln x 2-3x 21-2 x 2-x 1=-m ln x 2-3x 21x 2-x 1，所以m =-6x 1x 2，所以6x 1=6x 1x 2ln x 2-3x 21x 2-x 1，所以x 1=0或x 1=2x 2-x 2ln x 2，因为m ≠0，所以x 1≠0，所以x 1=2x 2-x 2ln x 2，所以m =-62x 2-x 2ln x 2 x 2=12x 22ln x 2-12x 22，令h x =12x 2ln x -12x 2，x >0 ，则h x =12x 2ln x -1 ，所以当0<x <e 时h x <0，当x >e 时h x >0，所以h x 在0,e 上单调递减，在e ,+∞ 上单调递增，所以h x min =h e =-6e ，所以实数m 的最小值为-6e.故选：A【点睛】思路点睛：涉及公切线问题一般先设切点，在根据斜率相等得到方程，即可找到参数之间的关系，最后构造函数，利用导数求出函数的最值.二、多选题9(2023·湖北·统考模拟预测)若存在直线与曲线f x =x 3-x ,g x =x 2-a 2+a 都相切，则a 的值可以是()A.0B.-24C.log 27D.e π+πe【答案】ABC【分析】设该直线与f x 相切于点x 1,x 31-x 1 ，求出切线方程为y =3x 21-1 x -2x 31，设该直线与g x 相切于点x 2,x 22-a 2+a ，求出切线方程为y =2x 2x -x 22-a 2+a ，联立方程组，得到-a 2+a =94x 41-2x 31-32x 21+14，令h x =94x 4-2x 3-32x 2+14，讨论h x 的单调性，从而得到最值，则可得到-a 2+a ≥-1，解出a 的取值范围，四个选项的值分别比较与区间端点比较大小即可判断是否在区间内.【详解】设该直线与f x 相切于点x 1,x 31-x 1 ，因为f x =3x 2-1，所以f x 1 =3x 21-1，所以该切线方程为y -x 31-x 1 =3x 21-1 x -x 1 ，即y =3x 21-1 x -2x 31.设该直线与g x 相切于点x 2,x 22-a 2+a ，因为g x =2x ，所以g x 2 =2x 2，所以该切线方程为y -x 22-a 2+a =2x 2x -x 2 ，即y =2x 2x -x 22-a 2+a ，所以3x 21-1=2x 2-2x 31=-x 22-a 2+a ，所以-a 2+a =x 22-2x 31=3x 21-122-2x 31=94x 41-2x 31-32x 21+14，令h x =94x 4-2x 3-32x 2+14,∴h x =9x 3-6x 2-3x ，所以当x ∈-∞,-13 ∪0,1 时，hx <0；当x ∈-13,0 ∪1,+∞ 时，h x >0；∴h x 在-∞,-13和0,1 上单调递减；在-13,0 和1,+∞ 上单调递增；又h -13 =527,h 1 =-1，所以h x ∈-1,+∞ ，所以-a 2+a ≥-1，解得1-52≤a ≤1+52，所以a 的取值范围为1-52,1+52，所以A 正确；对于B ，-24-1-52=25-2+2 4>0，所以1-52<-24<0，所以B 正确；对于C ，因为0<log 27<log 222=32<1+52，所以C 正确；对于D ，因为e π+πe>2e π⋅πe=2>1+52，所以D 不正确.故选：ABC10(2023·全国·高三专题练习)函数f x =ln x +1，g x =e x -1，下列说法正确的是( )．(参考数据：e 2≈7.39，e 3≈20.09，ln2≈0.69，ln3≈1.10)A.存在实数m ，使得直线y =x +m 与y =f x 相切也与y =g x 相切B.存在实数k ，使得直线y =kx -1与y =f x 相切也与y =g x 相切C.函数g x -f x 在区间23,+∞ 上不单调D.函数g x -f x 在区间23,+∞上有极大值，无极小值【答案】AB【分析】对AB ，设直线与y =f x 、y =g x 分别切于点P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ，利用点在线上及斜率列方程组，解得切点即可判断；对CD ，令h x =g x -f x ，由二阶导数法研究函数单调性及极值.【详解】对AB ，设直线l 与y =f x 、y =g x 分别切于点P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ，f x =1x，gx =ex，则有y1=f x1=ln x1+1y2=g x2=e x2-1y1-y2x1-x2=1x1=e x2⇒ln x1+1-e x2-1x1-x2=e x2⇒-x2+1-e x2-11e x2-x2=e x2⇒e x2-1x2-1=0，解得x2=0或x2=1.当x2=0，则y2=0，x1=1，y1=1，公切线为y=x，此时存在实数m=0满足题意；当x2=1，则y2=e-1，x1=1e，y1=0，公切线为y=e x-1e=ex-1，此时存在实数k=1满足题意，AB对；对CD，令h x =g x -f x =e x-ln x-2，x∈0,+∞，则m x =h x =e x-1 x，由m x =e x+1x2>0得h x 在0,+∞单调递增，由h23=e23-32=e2-278e232+32e23+94>0得，x∈23,+∞时，h x >0，h x 单调递增，CD错.故选：AB.三、填空题11(2023·全国·高三专题练习)若曲线y=ax2与y=ln x有一条斜率为2的公切线，则a= .【答案】1ln2e【分析】根据导数的几何意义以及切线方程的求解方法求解.【详解】设公切线在曲线y=ax2与y=ln x上的切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2)，由y=ln x可得y =1x，所以1x2=2，解得x2=12，所以y2=ln x2=-ln2,则B12,-ln2 ，所以切线方程为y+ln2=2x-1 2，又由y=ax2，可得y =2ax，所以2ax1=2，即ax1=1，所以y1=ax21=x1，又因为切点A(x1,y1)，也即A(x1,x1)在切线y+ln2=2x-1 2上，所以x1+ln2=2x1-1 2，解得x1=ln2+1，所以a =1x 1=1ln2+1=1ln2e .故答案为:1ln2e.12(2023·河北唐山·统考三模)已知曲线y =ln x 与y =ax 2a >0 有公共切线，则实数a 的取值范围为.【答案】12e,+∞【分析】设公切线与曲线的切点为x 1,ln x 1 ，x 2,ax 22 ，利用导数的几何意义分别求y =ln x 和y =ax 2上的切线方程，由所得切线方程的相关系数相等列方程求参数关系，进而构造函数并利用导数研究单调性求参数范围.【详解】设公切线与曲线y =ln x 和y =ax 2的切点分别为x 1,ln x 1 ，x 2,ax 22 ，其中x 1>0，对于y =ln x 有y =1x ，则y =ln x 上的切线方程为y -ln x 1=1x 1x -x 1 ，即y =xx 1+ln x 1-1 ，对于y =ax 2有y =2ax ，则y =ax 2上的切线方程为y -ax 22=2ax 2x -x 2 ，即y =2ax 2x -ax 22，所以1x 1=2ax 2ln x 1-1=-ax 22，有-14ax21=ln x 1-1，即14a=x 21-x 21ln x 1x 1>0 ，令g x =x 2-x 2ln x ，g x =x -2x ln x =x 1-2ln x ，令gx =0，得x =e 12，当x ∈0,e12时，g x >0，g x 单调递增，当x ∈e 12,+∞ 时，g x <0，g x 单调递减，所以g x max =g e12=12e ，故0<14a ≤12e ，即a ≥12e.∴正实数a 的取值范围是12e,+∞.故答案为：12e,+∞.13(2023·浙江金华·统考模拟预测)若存在直线l 既是曲线y =x 2的切线，也是曲线y =a ln x 的切线，则实数a 的最大值为.【答案】2e【分析】设切线与两曲线的切点分别为(n ,n 2)，(m ,a ln m )，根据导数的几何意义分别求出切线方程，可得a4m2=1-ln m，由题意可知a4=m2(1-ln m)有解，故令g(x)=x2(1-ln x),(x>0)，利用导数求得其最值，即可求得答案.【详解】由题意知两曲线y=x2与y=a ln x,(x>0)存在公切线，a=0时，两曲线y=x2与y=0,(x>0)，不合题意；则y=x2的导数y =2x，y=a ln x的导数为y =a x，设公切线与y=x2相切的切点为(n,n2)，与曲线y=a ln x相切的切点为(m,a ln m)，则切线方程为y-n2=2n(x-n)，即y=2nx-n2，切线方程也可写为y-a ln m=am(x-m)，即y=amx-a+a ln m，故2n=am-n2=-a+a ln m，即a24m2=a-a ln m，即a4m2=1-ln m，即a4=m2(1-ln m)有解，令g(x)=x2(1-ln x),(x>0)，则g (x)=2x(1-ln x)+x2-1 x=x(1-2ln x)，令g (x)=0可得x=e，当0<x<e时，g (x)>0，当x>e时，g (x)<0，故g(x)在(0,e)是增函数，在(e,+∞)是减函数，故g(x)的最大值为g(e)=e 2，故a4≤e2，所以a≤2e，即实数a的最大值为2e，故答案为：2e。
导数之切线题型归纳总结教师版
切线题型归纳总结学习目标理解导数与函数之间的联系，掌握导数的几何意义，及其作为工具在解决有关函数问题的作用，核心是利用导数研究函数单调性及其极值最值.知识点函数()x f y =在0x x =处导数()0x f '是曲线()x f y =在点()()00x f ,x 处切线l 的斜率，切线l 的方程是()()()000x x x f x f y -'=-.注意:直线与曲线有且只有一个公共点，直线不一定是曲线的切线；反之直线是曲线的切线，但直线不一定与曲线有且只有一个公共点.热身训练1.已知曲线x ln x y 342-=的一条切线斜率是21，则切点的横坐标为______; 3 2.设0>a ，()c bx ax x f ++=2，曲线()x f y =在点()()00x f ,x P 处切线的倾斜角的取值范围为⎥⎦⎤⎢⎣⎡40π，，则P 到曲线()x f y =对称轴距离的取值范围为______.⎥⎦⎤⎢⎣⎡a 210， 3.曲线113+=x y 在点()121,P 处的切线与y 轴交点的纵坐标是________. 94.若点P 是曲线x ln x y -=2上任意一点，则点P 到直线2-=x y 的最小值为______. 解析：由已知x x y 12-='，令112=-xx ，解得1=x .曲线x ln x y -=2在1=x 处的切线方程为x y =.两直线x y =，2-=x y 之间的距离为21.切线问题常见题型（1）求切线方程：①在曲线上一点的切线方程；②过一点的切线方程. （2）求切点坐标；（3）求切线方程的参数值或者范围；（4）求公切线（公切点或者两个切点）； （5）判断切线的条数；2.切线的应用（1）研究最值极值； （2）判断位置关系 （3）讨论方程的根的情况 （一）求切线方程例1.【例3】已知函数()3f x x x =-．（1）求曲线()y f x =在点()1,0处的切线方程； （2）求过点()1,0且与曲线()y f x =相切的直线方程．【解析】（1）由()231f x x '=-，()12f '=，则曲线()y f x =在点()1,0处的切线方程为22y x =-．（2）设切点的坐标为()3000,x x x -，则所求切线方程为()()()32000031y x x x x x --=--代入点()1,0的坐标得()()320000311x x x x -+=--，解得01x =或012x =-当012x =-时，所求直线方程为1144y x =-+由（1）知过点()1,0且与曲线()y f x =相切的直线方程为22y x =-或1144y x =-+． 总结：求曲线在某点处的切线方程的步骤过点(x 1，y 1)的曲线y ＝f (x )的切线方程的求法步骤 (1)设切点(x 0，f (x 0))．(2)建立方程f ′(x 0)＝y 1－f (x 0)x 1－x 0.(3)解方程得k ＝f ′(x 0)，x 0，y 0，从而写出切线方程． 变式训练1：已知曲线2:2C y x x =-+. （1）求曲线C 在点()1,2处的切线方程，（2）求过点()2,3且与曲线C 相切的直线的方程． 【答案】（1） 10x y -+=（2）10x y -+=或570x y --=.变式训练2：设函数()x ln x x f -+=12在点()()00x f ,x 处的切线为l ，若垂直于函数()x f的图像在点()()11f ,处的切线，求直线l 的方程解析：因为()()()⎪⎩⎪⎨⎧<<-+≥+-=e x ,x ln x e x ,x ln x x f 01122，故()21=f ，而()11='f ，又当e x ≥时，()x x x f 12+='，得()x f y '=在[)+∞,e 上单调递增，此时()ee xf 12+≥'，故当e x ≥时，()x f 的图像上任意一点的切线都不垂直于函数在点()()11f ,处的切线，当e x <<0时，由于函数()x ln x x f -+=12在点()()00x f ,x 处的切线l 垂直于函数()x f 的图像在点()()11f ,处的切线，故()10-='x f ，则210=x ，故直线l 的方程为024744=--+ln y x（二）求切线方程的参数例1．已知直线y x m =-+ 是曲线23ln y x x =-的一条切线，则m 的值为（ ）A ．0B ．2C ．1D ．3 【解析】设切点为00(,)x y 因为切线y x m =-+，所以0003|21x x y x x ='=-=-， 解得0031,2x x ==-（舍去）代入曲线23ln y x x =-得01y =， 所以切点为1,1（）代入切线方程可得11m =-+，解得2m =.例2.（2015全国卷1（21）） 已知函数()413++=ax x x f ，当a 为何值时，x 轴为曲线()x f y =的切线.答案：43-=a 例3.设曲线()xe ax y 1-=在点()10y ,x 处的切线为1l ，曲线()xe x y --=1在点()20y ,x 处的切线为2l ，若存在⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2300,x ，使得21l l ⊥，则实数a 的取值范围是________解析：函数()x e ax y 1-=的导数：()xe a ax y 1-+='，故1l 的斜率为：()0101xe a ax k -+=，函数()xex y --=1的导数：()xe x y --='2，故2l 的斜率：()0202x ex k --=，可得121-=k k ，从而()010x e a ax -+()1200-=--x e x ，故()32002-=--x x x a ，由⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2300,x 得，02020≠--x x ，故230200---=x x x a ，令()⎪⎭⎫ ⎝⎛≤≤---=230232x x x x x f ，则()()()()22251-----='x xx x x f ，令导数大于0，得510<<x ，故在()10,是减函数，在⎪⎭⎫⎝⎛231，上是增函数，00=x 时取得最大值为23；10=x 时取得最小值为1，故231≤≤a . 变式训练1： 设曲线(1)ln y a x x =--在点()1,0处的切线方程为33y x =-，则a =（ ）A ．1B ．2C ．3D ．4【解析】因为1y a x'=-，且在点()1,0处的切线的斜率为3，所以13a -=，即4a =. 变式训练2： 已知函数()2f x x =的图象在1x =处的切线与函数()e xg x a=的图象相切，则实数a =( ) AB．2C． 【解析】由()2f x x =，得()2f x x '=，则()12f '=，又(1)1f =，所以函数()2f x x =的图象在1x =处的切线为12(1)y x -=-，即21y x =-.设21y x =-与函数()e xg x a=的图象相切于点00(,)x y ,由e ()xg x a '=，可得00000e ()2,e ()21,x x g x ag x x a ⎧==⎪⎪⎨⎪==-⎩'⎪解得32031,e =222x a ==.故选：B.变式训练3：已知b ,a 为正实数，直线a x y -=与曲线()b x ln y +=相切，则ba -22的取值范围是（ C ）()+∞,.A 0 ()10,.B ⎪⎭⎫ ⎝⎛210,.C [)+∞,.D 1（三）公切线问题 题型一：公切点 例1.曲线221x y =与x ln e y =相切于点⎪⎭⎫ ⎝⎛e ,e 21.求切线方程解析：设曲线221x y =在1x x =处的切线方程为()112121x x x x y -=-①，曲线x ln e y =在2x x =处的切线方程为()222x x x ex ln ye -=②，由两曲线有公切线知，联立①②，消掉2x 得02121=-x ln e x ，设(),x ln e x x g 22-=则()()()e x e x xx g -+='2，可得()()0==e g x g min ，即e x x ==21，因此公切线方程为e x e y 21-=.变式训练1.已知函数()12-=x x f 与函数()()0≠=a x ln a x g ，若曲()x f y =，()x g y =的图像在点()01,处有公共的切线，则实数a =_______.2变式训练2.若一直线与曲线x ln y =和曲线()02>=a ay x 相切于同一点P ，则=a ___.2e题型二：两个切点例2.（2016全国卷1理16）若直线b kx y +=是曲线2+=x ln y 的切线，也是曲线()1+=x ln y 的切线，则b =_____解析：设2+=x ln y 在切点()11y ,x 处的切线方程为：1111++⋅=x ln x x y ； ()1+=x ln y 在切点()22y ,x 处的切线方程为：()11112222+-+++=x xx ln x x y ， 联立得()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+=++=111111222121x x x ln x ln x x，解得212121-==x ,x ，∴2111ln x ln b -=+=.变式训练1：曲线12-=x y 和1-=x ln a y 存在公切线，则正实数a 取值范围是_()e ,20__变式训练2.若函数2()1f x x =+的图象与曲线C:()()10xg x ae a =+>存在公共切线，则实数a 的取值范围为A ．240,e ⎛⎤⎥⎝⎦ B ．280,e ⎛⎤ ⎥⎝⎦C ．22e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭，D ．26e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭， 【解析】设公切线与f （x ）＝x 2+1的图象切于点（x 1，21x +1），与曲线C ：g （x ）＝ae x +1切于点（x 2，21x ae +），∴2x 1＝2x ae＝()()222211212111x x aex aex x x x x +-+-=--，化简可得，2x 1＝211212x x x x --，得x 1＝0或2x 2＝x 1+2，∵2x 1＝2x ae ，且a ＞0，∴x 1＞0，则2x 2＝x 1+2＞2，即x 2＞1，由2x 1＝1x ae 得a ＝()2221412x x x x ae ae-=， 设h （x ）＝()41xx e-（x ＞1），则h′（x ）＝()42xx e-，∴h （x ）在（1，2）上递增，在（2，+∞）上递减，∴h （x ）max ＝h （2）＝24e ，∴实数a 的取值范围为（0，24e ] （四）切线条数问题例1.已知三次函数()()2613+-+=x x x f ,若过点()m ,A 1()4≠m 可作曲线()x f y =的三条切线，求实数m 的取值范围.解析：()()6132-+='x x f ，由题意知点A 不在曲线上，过点A 作曲线()x f y =的切线，设切点()00y ,x M ，则切线方程为()()()000x x x f x f y -'=-，代入点A 化简得062030=+-m x x ，若有三条切线，则方程有三个不等的实根，设()m x x x g +-=030062，则()66200-='x x g ，由()00>'x g 可得，10>x 或10-<x ，故()0x g 在区间()1-∞-,和()∞+，1上单调递增，即得极大值()1-g ，极小值为()1g ；方程满足有三个实根的充要条件是()()⎩⎨⎧<>-0101g g ，即44<<-m变式训练：设函数()c bx x a x x f ++-=23231，其中0>a ，曲线()x f y =在点 ()()00f P ，处的切线方程为1=y（1）确定c ,b 的值（2）若过点()20,可作曲线()x f y =的三条不同切线，求a 的取值范围. 答案：（1）10==c ,b（2）()∞+，332 （五）切线综合问题例1.设曲线()x e x f x--=上任意一点处的切线为1l ，总存在过曲线()x cos ax x g 2+=上一点处的切线2l ，使得21l l ⊥，则实数a 的取值范围是（ ）(]32,.A - ()32,.B - []21,.C - ()21,.D -解析：由()x e x f x--=，得()1--='xe xf ，∵11>+xe ，∴()1011,e x∈+，由()x cos ax x g 2+=，得()x sin a x g 2-='，又∵[]222,x sin -∈-，∴[]a ,a x sin a ++-∈-222，要满足题意，则得⎩⎨⎧≥+≤+-1202a a ，得21≤≤-a .变式训练1.若函数()x sin ax x f +=的图像上存在互相垂直的切线，则实数a 的值____.0 变式训练2.已知函数()2ax x f =，若存在两条过点()21-,P 且互相垂直的直线与函数()x f的图像都没有公共点， 则实数a 的取值范围为______. 81>a 课后训练1.若直线kx y =与曲线x x x y 2323+-=相切，试求k 的值. 答案：412或解析：设kx y =与x x x y 2323+-=相切于()00y ,x P ，则00kx y =，02030023x x x y +-= ∵2632+-='x x y ，()2630200+-='=x x x f k ，联立得()02030002023263x x x x x x+-=+-，解得00=x 或23-，即2=k 或41-=k2. 已知函数()ax e x f x2-=与()()x a ax x x g 1223+-+-=的图像不存在互相平行或者重合的切线，则实数a 的取值范围为_______.[]33,-3.曲线()01<-=x xy 与曲线x ln y =（切线相同）的条数为______. 答案：14.直线l 与曲线()02>=x x y 和()03>=x x y 均相切，切点分别为()11y ,x A ，()22y ,x B ，则21x x 的值为______. 答案：34.5.已知()x x x f 33-=，过点()m ,A 1可作曲线的三条切线，则m 的取值范围是___.()23--,6.直线b x y +=是曲线x ln a y =的切线，则当0>a 时，实数b 的最小值是_____. 1-。