高二数学曲线上一点处的切线
高二数学导数的概念和几何意义试题答案及解析

高二数学导数的概念和几何意义试题答案及解析1.若曲线在点处的切线方程是,则.【答案】2【解析】,又在点处的切线方程是,.【考点】三角函数化简求值.2.函数在处的切线方程是()A.B.C.D.【答案】A【解析】,因此切线方程为,即.【考点】(1)导数的运算法则;(2)导数的几何意义.3.若曲线f(x,y)=0上两个不同点处的切线重合,则称这条切线为曲线f(x,y)=0的“自公切线”,下列方程:①x2﹣y2=1②x2﹣|x﹣1|﹣y=0③xcosx﹣y=0④|x|﹣+1=0其中所对应的曲线中存在“自公切线”的有()A.①②B.②③C.①④D.③④【答案】B【解析】①x2﹣y2=1是一个等轴双曲线,没有自公切线;②x2﹣|x﹣1|﹣y="0" ,由两圆相交,可知公切线,满足题意,故有自公切线;③xcosx﹣y=0的图象过(2π,2π ),(4π,4π),图象在这两点的切线都是y=x,故此函数有自公切线;④|x|﹣+1=0,其表示的图形为图中实线部分,不满足要求,故不存在.故选:B【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.4.抛物线在点处的切线的倾斜角是( )A.30B.45C.60D.90【答案】B【解析】设抛物线在点处的切线的倾斜角为,因为,由导数几何意义得:,故选B.【考点】导数几何意义.5.已知函数,若曲线存在与直线平行的切线,则实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】A【解析】对函数求导可得,存在与直线平行的切线,即有实数解,则,,则,得.故选A.【考点】导数的几何意义.6.函数是定义在R上的可导函数,则下列说法不正确的是()A.若函数在时取得极值,则B.若,则函数在处取得极值C.若在定义域内恒有,则是常数函数D.函数在处的导数是一个常数【答案】B.【解析】对于B,可以构造函数,则,而并不是的极值点,而A,C,D均正确,∴选B.【考点】导数的性质.7.函数的图像在点)处的切线与轴的交点的横坐标为()若,则= 。
高二数学导数试题答案及解析

高二数学导数试题答案及解析1.若曲线的一条切线l与直线垂直,则切线l的方程为 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】设切点为,因为,所以,由导数的几何意义可知切线的斜率为。
直线的斜率为。
由题意可得,解得,切点为,切线的斜率为4,所以切线的方程为,即。
故A正确。
【考点】1导数的几何意义;2两直线垂直时斜率的关系;3直线方程。
2.曲线在点(1,1)处的切线方程为 .【答案】【解析】∵y=lnx+x,∴,∴切线的斜率k=2,所求切线程为.【考点】导数的几何意义.3.已知是定义在上的非负可导函数,且满足,对任意正数,若,则的大小关系为A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,是定义在上的非负可导函数,且满足,即,所以,在是增函数,所以,若,则的大小关系为。
选A。
【考点】导数的运算法则,应用导数研究函数的单调性。
点评:中档题,在给定区间,如果函数的导数非负,则函数为增函数,如果函数的导数非正,则函数为减函数。
比较大小问题,常常应用函数的单调性。
4.已知函数的导函数为,1,1),且,如果,则实数的取值范围为()A.()B.C.D.【答案】B【解析】由于,1,1),故函数在区间上为增函数,且为奇函数,由得:,则,解得。
故选B。
【考点】函数的性质点评:求不等式的解集,常结合到函数的单调性,像本题解不等式就要结合到函数的单调性。
5.已知函数在上是单调函数,则实数a的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为,函数在上是单调函数,所以,=0无不等实数解,即,解得,,故选B。
【考点】利用导数研究函数的单调性。
点评:简单题,在某区间,导数非负,函数为增函数,导数非正,函数为减函数。
6.已知曲线方程,若对任意实数,直线,都不是曲线的切线,则实数的取值范围是【答案】【解析】把已知直线变形后找出直线的斜率,要使已知直线不为曲线的切线,即曲线斜率不为已知直线的斜率,求出f(x)的导函数,由完全平方式大于等于0即可推出a的取值范围解:把直线方程化为y=-x-m,所以直线的斜率为-1,且m∈R,所以已知直线是所有斜率为-1的直线,即曲线的斜率不为-1,由得:f′(x)=x2-2ax,对于x∈R,有x2-2ax≥,根据题意得:-1<a<1.故答案为【考点】求曲线上过某点曲线方程点评:此题考查学生会利用导数求曲线上过某点曲线方程的斜率,是一道基础题.7.曲线在点(1,2)处的切线方程是____________---------【答案】【解析】,直线斜率为1,直线方程为【考点】导数的几何意义点评:几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线的斜率8.已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)对任意,在区间上是增函数,求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】(Ⅰ)解:当时,, 2分,又 4分所以曲线在点处的切线方程为即 6分(Ⅱ)= 8分记,则,在区间是增函数,在区间是减函数,故最小值为 -10分因为对任意,在区间上是增函数.所以在上是增函数, 12分当即时,显然成立当综上 15分【考点】导数的几何意义与函数单调性点评:第一问利用导数的几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率,可求得切线斜率,进而得到切线方程;第二问也可用参变量分离法分离,通过求函数最值求的取值范围9.已知函数,则()A.0B.1C.-1D.2【答案】C【解析】根据题意,由于,则可知-1+0=-1,故答案为C.【考点】导数的运算点评:主要是考查了导数的运算法则的的运用,属于基础题。
2022-2023学年高二下数学:利用导数研究切线的问题(附答案解析)

2022-2023学年高二下数学:利用导数研究切线的问题一.选择题(共8小题)1.(2021秋•昌江区校级期末)若曲线f(x)=x2的一条切线l与直线4x+y﹣3=0平行,则l的方程为()A.4x﹣y﹣4=0B.x+4y﹣5=0C.x﹣4y+3=0D.4x+y+4=0 2.(2021秋•红桥区期末)函数f(x)=lnx+3在点(1,f(1))处的切线方程的斜率是()A.2B.﹣1C.0D.13.(2021秋•镇海区校级期末)点A 是曲线上任意一点,则点A到直线y=2x ﹣1的最小距离为()A .B .C .D .4.(2021秋•金安区校级期末)已知函数f(x)=x2﹣mlnx+2x 的图象在点处的切线与直线x﹣2y=0垂直,则m=()A .B .C .D .5.(2021秋•太原期末)已知曲线f(x)=2x﹣lnx在点(1,f(1))处的切线与曲线g(x)=ax2+(a﹣1)x﹣1有且只有一个公共点,则实数a=()A.2B.0或2C.﹣2D.﹣2或0 6.(2021秋•丹东期末)若直线y=2x是曲线y=x(e x﹣a)的切线,则a=()A.﹣e B.﹣1C.1D.e7.(2021秋•天心区校级期末)过点(1,﹣1)且与曲线y=x3﹣2x相切的切线方程为()A.x﹣y﹣2=0或5x+4y﹣1=0B.x﹣y﹣2=0C.x﹣y+2=0D.x﹣y+2=0或4x+5y+1=0 8.(2021秋•马鞍山期末)若仅存在一条直线与函数f(x)=alnx(a>0)和g(x)=x2的图象均相切,则实数a=()A.e B .C.2e D .二.填空题(共4小题)9.(2021秋•广东期中)已知f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=lnx+x2,则曲线y=f(x)在点(﹣1,f(﹣1))处的切线方程是.第1页(共17页)。
圆锥曲线切线(2)

圆锥曲线的切线方程一、知识点回顾椭圆C:x2a2+y2b2=1在点M( x0,y0 )处的切线方程为:x0x a2+y0y b2=1双曲线C:x2a2−y2b2=1在点M( x0,y0 )处的切线方程为:x0x a2−y0y b2=1抛物线C:y2=2px在点M( x0,y0 )处的切线方程为:y0y=p(x+x0),且切线与x轴的交点坐标为(−x0,0)二、线切线交点性质1、设点N ( x0,y0 ) 是椭圆外一点,向椭圆引两条切线,分别与椭圆相切于A ( x1,y1 )、B ( x2,y2 ) ,那么切线AN、BN的方程分别为:x1x a2+y1y b2=1x2x a2+y2y b2=1因为N ( x0,y0 ) 是AN、BN的交点所以有x1x0a2+y1y0b2=1x2x0a2+y2y0b2=1观察发现,A ( x1,y1 )、B ( x2,y2 ) 两点都在直线x0x a2+y0y b2=1上,因此可以得出结论:过椭圆C:x2a2+y2b2=1外一点N ( x0,y0 ) 向椭圆引两条切线,与椭圆相切于A、B两点,则直线AB的方程为:x0x a2+y0y b2=1推广:设直线x m+y n=1,(mn≠0)与椭圆上交于两个不同的点,过A、B作切线,切线交于椭圆外一点N ( x0,y0 ),则直线AB的方程为x0x a2+y0y b2=1即x a2/x0+y b2/y0=1则x0=a2m,y0=b2n故N的坐标为( a2m,b2n )2、同理可以得到:过双曲线C:x2a2−y2b2=1外一点N ( x0,y0 ) 向双曲线引两条切线,与双曲线相切于A、B 两点,则直线AB的方程为:x0x a2−y0y b2=1推广:设直线x m+y n=1,(mn≠0)与双曲线C:x2a2−y2b2=1交于两个不同的点,过A、B 分别作双曲线的切线,两条切线交于双曲线外一点N,则N的坐标为( a2m,−b2n ) . 特别地,当直线与双曲线的两个交点在同一支时,N的位置在|y|b<|x|a区域内;当直线与双曲线的两个交点分别在两支时,N的位置在|y|b>|x|a区域内。
高二数学导数的概念和几何意义试题答案及解析

高二数学导数的概念和几何意义试题答案及解析1.设函数,曲线在点处的切线方程为,则曲线在点处切线的斜率为()A.2B.C.D.4【答案】D【解析】因为曲线在点处的切线方程为,所以;由可得所以曲线在点处切线的斜率为.【考点】导数的几何意义.2.函数f(x)在定义域R内可导,若f(x)=f(2-x),且(x-1)f ′(x)>0,a=f(0),b =f(),c=f(3),则a,b,c的大小关系是A.a>b>c B.c>a>b C.b>a>c D.c>b>a【答案】B【解析】由于函数,因此,,当,,函数在区间为增函数,因此,所以.【考点】函数的导数与单调性.3.曲线y=e2x在点(0,1)处的切线方程为().A.y=x+1B.y=﹣2x+1C.y=2x﹣1D.y=2x+1【答案】D.【解析】,,则切线斜率,切线方程为,即.【考点】导数的几何意义.4.已知曲线(1)求曲线在点处的的切线方程;(2)过原点作曲线的切线,求切线方程.【答案】(1);(2).【解析】解题思路:(1)求导,得到切线的斜率,利用直线的点斜式方程写出切线方程,再化成一般式即可;(2)设切点坐标,求切线斜率,写出切线方程,代入(0,0)求即可.规律总结:利用导数的几何意义求的切线方程:.注意点:要注意区分“在某点处的切线”与“过某点的切线”.试题解析:(1),,则,所以曲线在点处的的切线方程为,即;设切点为,切线斜率;则切线方程,又因为切线过原点,所以,即,所以,即切线斜率为,切线方程为,即.【考点】导数的几何意义.5.已知函数的导函数为,.求实数的取值范围。
【答案】或。
【解析】对函数求导,得=,代入,得,=<0,求解即可,注意高次不等式的解法.试题解析:由得=,所以得,=<0,解得或.【考点】导数,高次不等式.6.抛物线在点处的切线的倾斜角是 ( )A.30B.45C.60D.90【答案】B.【解析】已知抛物线,对其进行求导,即,当时,,即切线的斜率为,从而问题解决.【考点】导数的几何意义;利用导数研究曲线上某点切线方程.7.已知函数.(1)若,求曲线在点处的切线方程;(2)若函数在其定义域内为增函数,求正实数的取值范围;(3)设函数,若在上至少存在一点,使得>成立,求实数的取值范围.【答案】(1);(2)实数的取值范围是;(3)实数的取值范围.【解析】(1)求的导数,找出处的导数即切线的斜率,由点斜式列出直线的方程即可;(2)求出函数的定义域,在定义域内利用导数与函数增减性的关系,转化为恒成立问题进行求解即可;(3)讨论在定义域上的最值,分情况讨论的增减性,进而解决存在成立的问题即可.(1)当时,函数,,曲线在点处的切线的斜率为从而曲线在点处的切线方程为,即 3分(2)令,要使在定义域内是增函数,只需在内恒成立由题意,的图象为开口向上的抛物线,对称轴方程为∴,只需,即时,∴在内为增函数,正实数的取值范围是 7分(3)∵在上是减函数∴时,;时,,即①当时,,其图象为开口向下的抛物线,对称轴在轴的左侧,且,所以在内是减函数当时,,因为,所以,此时,在内是减函数故当时,在上单调递减,不合题意②当时,由,所以又由(Ⅱ)知当时,在上是增函数∴,不合题意 12分③当时,由(Ⅱ)知在上是增函数,又在上是减函数,故只需,而,即,解得所以实数的取值范围是 15分.【考点】1.导数的几何意义;2.函数的单调性与导数;3.二次函数的图像与性质;4.分类讨论的思想.8.已知.(1)若曲线在处的切线与直线平行,求a的值;(2)当时,求的单调区间.【答案】(1);(2)单调递增区间为,;单调递减区间为【解析】(1)先求导,由直线方程可知此直线斜率为2,则曲线在处的切线的斜率也为2.由导数的几何意义可知。
【教案】变化率问题(第2课时)教学设计高二下学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册

第五章一元函数的导数及其应用《5.1.1变化率问题》教学设计第2课时◆教学目标1.通过求曲线上某点处切线斜率的过程,体会求切线斜率的一般方法.2. 理解函数的平均变化率,瞬时变化率的概念.◆教学重难点◆教学重点:理解曲线上某点处切线斜率的概念及算法教学难点:理解函数的平均变化率,瞬时变化率的概念◆课前准备PPT课件.◆教学过程【新课导入】问题1:阅读课本第62~64页,回答下列问题:(1)本节将要探究哪类问题?(2)本节探究的起点是什么?目标是什么?师生活动:学生带着问题阅读课本,并在本节课中回答相应问题.(1)本节课主要学习变化率问题:曲线上某点处切线斜率的问题.(2)总结归纳出一般函数的平均变化率概念和瞬时变化率的概念,在此基础上,要求学生掌握函数平均变化率和瞬时变化率解法的一般步骤.平均变化率是个核心概念,它在整个高中数学中占有及其重要的地位,是研究瞬时变化率及其导数概念的基础.在这个过程中,注意特殊到一般、数形结合等数学思想方法的渗透.一般曲线的切线的概念与学生熟悉的圆的切线的定义方式不同,学生不易理解,因此曲线的切线概念是本节的教学难点.通过本节的学习,学生的数学抽象和直观想象素养将得以提升.设计意图:通过阅读读本,让学生明晰本阶段的学习目标,初步搭建学习内容的框架.问题2:什么叫直线与圆相切?师生活动:学生回顾并回答.预设的答案:如果一条直线与一个圆只有一个公共点,那么这条直线与这个圆相切.对于一般的曲线C,如何定义它的切线呢?设计意图:通过复习直线与圆相切,引出问题,进入新课.【探究新知】知识点1:曲线在某点处的切线 我们以抛物线f (x )=x 2为例进行研究.问题3:如何定义抛物线2()f x x =在点0(11)P ,处的切线? 师生活动:学生思考,尝试回答,教师讲解.与研究瞬时速度类似,为了研究抛物线2()f x x =在点0(11)P ,处的切线,我们通常在点0(11)P ,的附近任取一点2()P x x ,,考察抛物线2()f x x =的割线0P P 的变化情况.如图,当点P 无限趋近于点0P 时,割线0P P 无限趋近于一个确定的位置,这个确定位置的直线0PT 称为抛物线2()f x x =在点0(11)P ,处的切线. 知识点2:曲线在某点处的切线斜率抛物线2()f x x =在点0(11)P ,处的切线0PT 的斜率与割线0P P 的斜率有内在联系.记1x x ∆=-,则点P 的坐标是2(1Δ(1Δ))x x ++,.于是,割线0P P 的斜率2()(1)(1Δ)1Δ21(1Δ)1f x f x k x x x -+-===+-+-.我们可以用割线0P P 的斜率k 近似地表示切线0PT 的斜率0k ,并且可以通过不断缩短横坐标间隔||x ∆来提高近似表示的精确度,得到如下表格.0x ∆< 0x ∆>x ∆ Δ2k x =+ x ∆ Δ2k x =+ 0.01-1.990.012.010.001-1.9990.0012.0010.0001- 1.9999 0.0001 2.0001 0.00001- 1.99999 0.00001 2.00001 0.000001-1.9999990.0000012.000001…… ……当x ∆1时,割线0P P 的斜率k 都无限趋近于2.事实上,由(1Δ)(1)Δ2Δf x f k x x+-==+可以直接看出,当x ∆无限趋近于0时,Δ2x +无限趋近于2.我们把2叫做“当x ∆无限趋近于0时,(1Δ)(1)Δf x f k x +-=的极限”,记为Δ0(1Δ)(1)lim 2Δx f x f x→+-=.从几何图形上看,当横坐标间隔||x ∆无限变小时,点P 无限趋近于点0P ,于是割线0P P 无限趋近于点0P 处的切线0PT .这时,割线0P P 的斜率k 无限趋近于点0P 处的切线0PT 的斜率0k .因此,切线0PT 的斜率02k =.【巩固练习】例1 已知函数1y x x=-,求该函数在点x =1处的切线斜率. 师生活动:学生分组讨论,每组派一代表回答,教师完善. 预设的答案:∵11(1)(1)11y x x ∆=+∆---+∆111x x =+∆-+∆1xx x ∆=∆++∆111y x x ∆=+∆+∆,∴斜率k =001lim lim(1)1121x x y x x∆→∆→∆=+=+=∆+∆.设计意图:通过求曲线上某点处切线斜率的问题,加深学生对曲线在某点处的切线和切线斜率的理解,发展学生逻辑推理,直观想象、数学抽象和数学运算的核心素养. 方法总结:求曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线斜率 (1)计算00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆, (2)计算0limx yx∆→∆∆,该值即为曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线斜率.例2已知函数f (x )=3x 2+5,曲线y =f (x )在点((x 0,f (x 0))处的切线方程. 师生活动:学生分组讨论,每组派一代表回答,教师完善. 预设的答案:因为f (x )=3x 2+5,所以Δy = f (x 0+Δx )-f (x 0)=3(x 0+Δx )2+5-(3x 02+5) =3 x 02+6 x 0Δx +3(Δx )2+5-3 x 02-5=6 x 0Δx +3(Δx )2. 所以063yx x x∆=+∆∆, 所以0000limlim(6)6x x yx x x x ∆→∆→∆=+∆=∆,所以曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线斜率为6 x 0,所以曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线方程为000()6()y f x x x x -=-, 即200635y x x x =-+. 方法总结:求曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线方程(1)计算00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆, (2)计算0limx y x ∆→∆∆,即曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线斜率为0lim x yk x∆→∆=∆.(3)写出切线方程00()()y f x k x x -=-.设计意图:通过求曲线上某点处切线的方程问题,进一步加深学生对曲线在某点处的切线的理解,发展学生逻辑推理,直观想象、数学抽象和数学运算的核心素养. 练习:教科书P 64 练习1、2设计意图:通过练习巩固本节所学知识,通过学生解决问题,发展学生的数学运算、逻辑推理、直观想象、数学建模的核心素养.【课堂总结】1.板书设计:5.1.1变化率问题新知探究巩固练习 知识点1:曲线在某点处的切线 例1 知识点2:曲线在某点处的切线斜率例22.总结概括:(1)什么叫曲线在某点处的切线; (2)如何求曲线在某点处的切线斜率. 师生活动:学生总结,老师适当补充.设计意图:通过总结,让学生进一步巩固本节所学内容,提高概括能力. 3.课堂作业:教科书P 70 习题5.1 2、4、7【目标检测设计】1.在曲线2y x =上取一点(1)1,及附近一点()11x y +∆+∆,,则曲线在点(1)1,处的切线的斜率为( ) A.12x x∆++∆ B.2 C .2x ∆+ D.12x x+∆-∆ 设计意图:让学生进一步理解曲线在某点处的切线及切线斜率的求解. 2.已知曲线11y x =-上两点112222A B x y ⎛⎫⎛⎫-+∆-+∆ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,,当1x ∆=时,割线AB 的斜率为_______. 3.求曲线24y x =在x =2处的切线的方程. 设计意图:让学生进一步理解曲线在某点处的切线方程的求法.参考答案:1. B 设2()f x x =,则2000(1)(1)(1)1limlim lim(2)2x x x f x f x x x x∆→∆→∆→+∆-+∆-==∆+=∆∆.故选B.2.16-设1()1f x x =-,则1111(2)(2)1122222(2)x f x f x x x -∆⎛⎫⎛⎫+∆-=---=-= ⎪ ⎪+∆+∆+∆⎝⎭⎝⎭, 则(2)(2)12(2)2(2)xf x f x xx x ∆-+∆--+∆==∆∆+∆, 当1x ∆=时,割线AB 的斜率112(21)6k -==-⨯+.3.解:∵2222()4(2)2(24)4x xy x x -∆-∆∆=-=+∆+∆,24(2)y x x x ∆-∆-=∆+∆ ∴20044limlim 1(2)4x x y x x x ∆→∆→∆-∆--===-∆+∆,∴曲线24y x=在x =2处的切线的斜率为-1, ∴曲线24y x=在x =2处的切线的方程为y -1=-1(x -2),即y =-x +3.。
高二数学直线与双曲线(绝对精品,有答案超好的讲义,自己整理原创)

双曲线与直线一、双曲线性质:1. 点P 处的切线PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角.2. PT 平分△PF 1F 2在点P 处的内角,则焦点在直线PT 上的射影H 点的轨迹是以长轴为直径的圆,除去长轴的两个端点.3. 以焦点弦PQ 为直径的圆必与对应准线相交.4. 以焦点半径PF 1为直径的圆必与以实轴为直径的圆相切.(内切:P 在右支;外切:P 在左支)5. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)上,则过0P 的双曲线的切线方程是00221x x y y a b -=.6. 若000(,)P x y 在双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)外 ,则过Po 作双曲线的两条切线切点为P 1、P 2,则切点弦P 1P 2的直线方程是00221x x y ya b-=.7. 双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )的左右焦点分别为F 1,F 2,点P 为双曲线上任意一点12F PF γ∠=,则双曲线的焦点角形的面积为122t2F PF S b co γ∆=.8. 双曲线22221x y a b-=(a >0,b >o )的焦半径公式:(1(,0)F c - , 2(,0)F c当00(,)M x y 在右支上时,10||MF ex a =+,20||MF ex a =-.当00(,)M x y 在左支上时,10||MF ex a =-+,20||MF ex a =--9. 设过双曲线焦点F 作直线与双曲线相交 P 、Q 两点,A 为双曲线长轴上一个顶点,连结AP 和AQ 分别交相应于焦点F 的双曲线准线于M 、N 两点,则MF ⊥NF.10. 过双曲线一个焦点F 的直线与双曲线交于两点P 、Q, A 1、A 2为双曲线实轴上的顶点,A 1P 和A 2Q 交于点M ,A 2P 和A 1Q 交于点N ,则MF ⊥NF.11. 11.AB 是双曲线22221x y a b -=(a >0,b >0)的不平行于对称轴的弦,M ),(00y x 为AB 的中点,则0202y a x b K K AB OM =⋅,即0202y a x b K AB =。
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。
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