
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文檔簡介
第5講函數(shù)的切線問題
方法總結:
1、求切線方程的方法:一點一方向可確定一條直線,在求切線時可考慮先求出切線的斜率
(切點導數(shù))與切點,在利用點斜式寫出直線方程
2、若函數(shù)的導函數(shù)可求,則求切線方程的核心要素為切點4的橫坐標與,因為與可“一點
兩代”,代入到原函數(shù),即可得到切點的縱坐標/(/),代入到導函數(shù)中可得到切線的斜率
/(%)=%,從而一點一斜率,切線即可求。所以在解切線問題時一定要盯住切點橫坐標,
千方百計的把它求解出來。
3、求切線的問題主要分為兩大類,一類是切點已知,那么只需將切點橫坐標代入到原函數(shù)
與導函數(shù)中求出切點與斜率即可,另一類是切點未知,那么先要設出切點坐標(與,%),再考
慮利用條件解出核心要素與.
4、在解析幾何中也學習了求切線的方法,即先設出切線方程,再與一次方程聯(lián)立利用△=()
求出參數(shù)值進而解出切線方程。解析幾何中的曲線與函數(shù)同在坐標系下,所以兩個方法可以
互通。若某函數(shù)的圖像為圓錐曲線,二次曲線的一部分,則在求切線時可用解析的方法求解。
若圓錐曲線可用函數(shù)解析式表示,像焦點在y軸的拋物線,可看作y關于尤的函數(shù),則在求
切線時可利用導數(shù)進行快速求解.
5.導數(shù)運算及切線的理解應注意的問題:
一是利用公式求導時要特別注意除法公式中分子的符號,防止與乘法公式混淆.
二是直線與曲線公共點的個數(shù)不是切線的本質,直線與曲線只有一個公共點,直線不一定是
曲線的切線,同樣,直線是曲線的切線,則直線與曲線可能有兩個或兩個以上的公共點.
典型例題:
例1.(2022?全國?高三專撅練習)一條傾斜角為60的直線與執(zhí)物線丁=4%交于不同的A3
兩點,設弦A3的中點為C.過C作平行于x軸的直線交拋物線于點。,則以。為切點的拋物
線的切線的斜率為()
A.1B.2石C.石"半
【答案】C
【解析】
【分析】
設弦A8所在直線的方程為y=+4內,凹),85,%),聯(lián)立方程得黃竺,攣],
進而得。,再根據(jù)導數(shù)的幾何意義求解.
【詳解】
設弦所在直線的方程為y=+4(/))鞏知%),
所以聯(lián)立方程/得獷+(2扇一4卜+1=0,
y=\/3x+m'/
所以△=(2x/5m-4)2-12機2=16-166機>0,解得機<當
4-2\/3mm2
x.+x2=---,V2=—,
所以y+)”6a+w)+2,〃=呸芒i+2吁怨,
所以點c的坐標為c(智力,竽)
y2=4x
所以聯(lián)立方程{2用得D
、,II
此時D點在%軸上方,拋物線對應的函數(shù)為y=24,故求導得歹二云,
的切線的斜率為
故選:C
【點睛】
本題考查直線與拋物線的位置關系,導數(shù)的幾何意義,考查運算求解能力,是中檔題.本題
解題的關鍵在于設弦AB所在直線的方程為y=6x+m,進而與拋物線聯(lián)立計算得
“2-鬲25
LT,進一步計算得。最后根據(jù)導數(shù)的幾何意義求解.
例2.(2022?全國?高三專題練習)若經(jīng)過點P(2,8)作曲線y=d的切線,則切線方程為()
A.12x-y-16=0B.3x-y+2=0
C.12x-y+16=0或3x-y-2=0D.12x-y-16=0或3/-y+2=0
【答案】D
【解析】
【分析】
因為P點在曲線上,所以需要分兩種情況討論,P點為切點和P點不為切點,分別根據(jù)導數(shù)
的幾何意義求解切線方程即可.
【詳解】
①易知P點在曲線y=d上,當尸點為切點時,y=3x2,^=12,12x-j-16=0.
②當P點不是切點時,設切點為人5,%),由定義可求得切線的斜率為2=34.
YA在曲線上,
**?%=片?
?,?里|=34.
X。-2
:.£-3%:+4=0,
2
.\(xn+l)(xo-2)=O,
解得%=T或/=2(舍去),
k=3,
此時切線方程為尹l=3(x+l),
即3x—y+2=0.
故經(jīng)過點P的曲線的切線有兩條,方程為⑵-y-16=0或3x-y+2=0.
故選:D
例3.(2022?全國?高三專題練習)設函數(shù)f(x)=e'-〃,直線y=衣+6是曲線y=/(x)的
切線,則2々+8的最大值是()
A.e-\B.-1C.2e-4D.e2-4
【答案】D
【解析】
【分析】
求出導函數(shù),設切點(,,/”)),寫出切線方程,把46用,表示,得出加+b的表達式,再構
造新函數(shù).利用導數(shù)求得最大值.
【詳解】
由題得尸(力二,-2.設切點
則切線方程為k(--2/)=(,-2心-/)
即y=(,_2)x+e'(lT)
又因為y=or+b是曲線y=f(x)的切線
所以a=d=
貝ij2a+b=T+3e'-/e'.
令g(,)=Y+女’.
則g()=(2T)d.
則有f>2時,*(,)<0,&0在(2,壯)上遞減;
f<2時,g'(r)〈O,g⑴在(2,欣)上遞增,
所以f=2時,g(。取最大值g(2)=T+M—)=Y+/
即2a+b的最大值為e2-4.
故選:D.
【點睛】
關鍵點點睛:本題考查導數(shù)的幾何意義,考查用導數(shù)求函數(shù)的最值.解題關鍵是掌握求切線
方程的方法,設切點為(fJW),求出切線方程,可把勿+b表示為,的函數(shù),然后再由導數(shù)
求得最大值.
例4.(2022?全國?高三專題練習)已知曲線y=lnx在A(N,X),8(孫必),兩點處的切線
分別與曲線y="相切于。(如力),。(%,%),則上也+為必的值為()
A.1B.2C.-D.—
24
【答案】B
【解析】
【分析】
根據(jù)相切得到切點的橫坐標滿足的代數(shù)式,據(jù)此構建方程,從而得到兩根的關系,故可得
正確的選項.
【詳解】
由題設有叫,化簡可得?X_1即1=%+1-xln)=-lnXj,
—司一“3%
JV+]X4-1
整理得到ln、=」-彳,同理皿乙=±-7,不妨設
百一IXj-I
x+l2
令y=Inx-----=lnx-1-----,
x-1x-l
因為當x?0,l)時,y=\nx,y=----;均為增函數(shù),故y=lnx----;為增函數(shù),
x-lx-\
同理當時,故y=lnx-1為增函數(shù),
故怎/2分別為y=lnx—-在(0,1)、(1,位)上的唯一解,
X—1
I,1,
—+1—+1
『111X%+1.1I%
又In—=-ln*,T-=一一^―,故In—二-j1—,
百±-1百7K1-1
X芭
故,為y=lnx-空在(1收)的解,故即中2=1.
XX-1%
所以+=為々+*"‘=為9+----=2,
中2
故選:B.
【點睛】
用導數(shù)求切線方程常見類型:
⑴在P(%o,y。)出的切線:P"。,%)為切點,直接寫出切線方程:y-y)=r*o)(x-/);
(2)過P(%,九)出的切線:P*。,%)不是切點,先設切點,聯(lián)”方程組,求出切點坐標區(qū),凹),
再寫出切線方程:y-M=ra)a-z).
例5.(2022?陜西?西北工業(yè)大學附屬中學高三階段練習(理))若函數(shù)f(x)=x-l+aei(。
為常數(shù))存在兩條均過原點的切線,則實數(shù)。的取值范圍是()
A.(。'1)B.Q,+8)C.(0,e)D.(e,+<?)
【答案】B
【解析】
【分析】
設切點坐標[0,小-1+的收),利用兩點連線斜率公式和導數(shù)的幾何意義表示出切線斜率,
從而可得。=三,4工-1,將問題轉化為y=。與g(?=£,XH-1,存在兩個不同的
交點;通過導數(shù)研究g(x)的圖象,從而得到所求范圍.
【詳解】
由題意得了‘(力=1一四J
設切點坐標為:(*,幣T+aJ』),
則過原點的切線斜率:&二"+"""=1-?
不
整理得:?天工-1
%+1
局-1
,「存在兩條過原點的切線,.??。二一;,玉XT,存在兩個不同解,
。+1
設g(x)=Q_,X^-l,則問題等價于^=〃與),=鼠”存在兩個不同的交點
X+1
,/、ex-l(x+\)-ex~'x~l
又g3=/v-=xe
x+1)-I
二當xw(-oo,0)時,g[x)vO,g(x)單調遞減;
當x?0,2)時,g[x)<0,g(x)單調遞增,
解得:aeg,+8)
故選:B
【點睛】
關鍵點點睛:本題考查根據(jù)方程解的個數(shù)求解參數(shù)范圍的問題,關鍵是能夠將問題轉化為平
行于彳軸的直線與曲線的交點個數(shù)問題,通過導數(shù)研究曲線的圖象,通過數(shù)形結合的方式來
確定交點個數(shù),從而得到參數(shù)范圍.
例6.(2022?全國?高三專題練習)已知曲線),=-在點(Nd)處的切線與曲線),=lnx在點
a,lnw)處的切線相同,則(x+l)(w—l)=()
A.-1B.-2C.1D.2
【答案】B
【解析】
【分析】
分別表示出兩條切線方程,然后比較系數(shù),再進行代換即可.
【詳解】
已知曲線y=,在點(冷")處的切線方程為y—e"二爐(不一%),即y=-5-/K+人,
曲線y=lnx在點(w,lnw)處的切線方程為廣所占=’(工一占),即產;工一1+1門2,
X2X2
1
ex1=—i1
xx
由題意得,x?,得當二戶,e'-e'x{=-l+lnx2=-l+ln—=-l-x),則
x,x
e-e'xl=-\+\nx2
*二巖又◎=!?所以占二鋁?所以蒼T=£1-1=言,所以(%+1)&一1)二一2.
X—ICA|°r1、十I七十I
故選:B.
【點睛】
關鍵點點睛:本題需要表示出兩條切線方程,然后比較系數(shù),再進行代換,在代換過程中要
盡量去消去指數(shù)和對數(shù),朝目標化簡.
例7.(2022.全國?高三專題練習(理))若函數(shù)f(x)=lnx-cx+;x2存在垂直于),軸的切線,
[log,A:,X>0__
又g(力=<x+(a+b)3X40,且有⑴]=1,則4+8+c的最小值為()
A.1B.yfl
C.V2+1D.3
【答案】D
【解析】
利用導數(shù)的幾何意義結合基本不等式可求得。的最小值,利用g[g(l)]=l可求得a+b的值,
由此可求得a+"c的最小值.
【詳解】
由題意,函數(shù)"力的定義域為(0.y),且r(x),-c+x,
因為函數(shù)/(力存在垂直于y軸的力線,
所以存在%>o,使得r(M)='-c+xo=o成立,
所。=/+,之2兒-"!~=2,當且僅當毛=',即為=1時,等號成立,
%丫X。/
又8口6]=8(1%1)=8(。)=(。+6)3=1,所以a+b=l,
則a+b+c=l+cN1+2=3.
故選:D.
【點睛】
易錯點睛:利用基本不等式求最值時,要注意其必須滿足的三個條件:
(1)“一正二定三相等““一正”就是各項必須為正數(shù);
(2)“二定”就是要求和的最小值,必須把構成和的二項之積轉化成定值;要求積的最大值,
則必須把構成積的因式的和轉化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值時,必須驗證等號成立的條件,若不能取等號則這
個定值就不是所求的最值,這也是最容易發(fā)生錯誤的地方.
例8.(2022?全國?高三專題練習)若曲線y=;sin2x+冬os?%在A(wy),研程為)兩點
處的切線互相垂直,則歸-到的最小值為()
A.-B.-C.—D.乃
323
【答案】B
【解析】
化簡可得y=;sin(2x+?)+手,求出導數(shù)可得切線斜率在[-U]范圍內,即可得出切線斜
率必須一個是1,一個是-1,即可求出.
【詳解】
17521?o,V5l+cos2x1.(-J3
y=—sinzjrH---cosx=—sin2j+——x--------=—sin2x+—+——,
42422213)4
/.y,=cos(2x+?)
???曲線的切線斜率在JU]范圍內,
又曲線在兩點處的切線互相垂直,
故在A(x,yJ,B(蒼,必)兩點處的切線斜率必須一個是1,一個是/.
不妨設在A點處切線的斜率為1,
則有2氏+y=2kl兀*\eZ),2X2+y=2k/+兀(k?eZ),
則可得看=(占一七)九一/=&乃一a&eZ),
所以歸一.
故選:B.
【點睛】
關鍵點睛:解題的關鍵是利用導數(shù)得出切線斜率在LU]范圍內,從而根據(jù)垂直得出斜率必
須一個是1,一個是-1.
過關練習:
1.(2022?四川省南充高級中學高三階段練習(文))若過點(孫〃)可以作曲線產"伍>0且
。01)的兩條切線,則()
A.logrtn<mB.logrtn>tn
C.Iogu7i=/nD.log,小與小的大小關系與。有關
【答案】D
【解析】
【分析】
設切點為:寫出切線方程,根據(jù)點。幾〃)在切線上,得到
小(皿〃?玉一加如〃7-1)+〃=0,根據(jù)過點(孫〃)可以作曲線y="(a>0且"1)的兩條切線,
由方程有兩個不同的根求解.
【詳解】
設切點為:(/,a"),
則y'=?Ina,
所以切線方程為'一。"=a“l(fā)na(/—%),
因為點(加,〃)在切線上,
所以〃一a"=a"Ina(m-M),
即a*(Ina?拓一lna〃?-1)+九=0,
令g(x)=ax[\nax-\nant-l)+n,
則g'(x)=aTlna(ln4x-lna〃。,
令g'(x)=0,得x=m,
當時,/(x)<0,當x>打時,g'(x)>0,
所以當x=加時,g(x)取得極小值gW)=Y"+〃,
因為過點(團,〃)可以作曲線y="9>0且。。1)的兩條切線,
所以一4'”+〃<0,即
所以log“〃與機的大小關系與。有關,
故選:D
2.(2022?河南濮陽?高三開學考試(理))已知函數(shù)f(x)=f+奴-31nM〃wR),有下列結
論:
①VaeRJ%)在(0,y)上都是增函數(shù);
②若4=0,則這21;
x
③若4=1,貝iJ/(x)N2;
④若則曲線y=/(x)上不存在相異兩點M,N處的切線互相平行.
其中所有正確結論的序號是()
A.①④B.③C.?@D.@??
【答案】C
【解析】
【分析】
①求人%)導數(shù)為尸(力=2*二優(yōu)一3,討論2/+如一3的正負來判斷人工)單調性;
②代入〃=0,忠用=>>?_”31nx0,判斷g(x)=fT-3hu的最小值是否恒大于或等
X
于零;
③代入4=1,根據(jù)尸3=("7):"3)正負判斷9)單調性,求其最小值即可;
④r@)=2c-3,研究廣(力的導數(shù)判斷其單調性即可.
【詳解】
?f(x)=2x+a-^=2x'+^-->x>0
令/'(力=0,即2/+雙-3=0,???△口2+24>0,?,?方程有兩個不等實數(shù)根,設為林土,
V^=-1<0,故兩根異號,即方程必有一個正根,不妨設該正根為々,
則在(O,W)J'(x)<OJ(x)遞減,在(w,y)j'(x)>oj(x)遞增,即段)在(0,y)不單調,
故①錯誤;
②。=0,/(工)=丁-3111¥,x>0,
§鹿二小)-10=>x2-x-31nV?0,
令g(x)=V-x—31nx,則g(x)mg..O.
g,(x)=(2x-?x+l),g(x)在(o,1)單調遞減,在(T,+8)單調遞增,故
g*)mm=g(£|=3(}Tn|)<(),故②錯誤;
③a=L/(x)=x2+x-31nx,r(x)=(±-1)(:工+3)
故7(x)在(0,1)單調遞減,在(1,+8)單調遞增,故/(幻1nhi="1)=2.
故③正確;
④八力=2廣+公-3,%>0,令人(幻=((耳,則力,(x)=2+3>o,
XX
???/'(力是公>0時的單調遞增函數(shù),
故外)不存在兩個相等的導數(shù)值,即不存在相異的兩點切線平行.故④正確.
故選:C.
【點睛】
本題的關鍵點是熟練的運用導數(shù)研究函數(shù)的單調性,熟練掌握利用單調性求函數(shù)的最值.
3.(2022?江西贛州?高三期末(理))曲線在.]處的切線與坐標軸圍成的面積
為()
A.-B.gC.-D.1
【答案】B
【解析】
【分析】
由導數(shù)的幾何意義求丫=1?2+/在工=1處的切線方程,求出切線與/軸的交點及工=1與曲
線的交點,即可求面積.
【詳解】
由題設,yf=2e2x-2+2x,則川門產4,而>0=2,
工在#=1處的切線為y_2=?xT),即4x-y-2=0,
???切線與x軸交點為(;,0),
???切線、坐標軸、x=l所圍成的面積為:X2X(1-!)=[.
222
故選:B.
4.(2022?安徽黃山?一模(理))已知/(力=〃2'-",曲線),=/(同在不同的三點(.%〃內)),
(毛,〃七)),(WJ(W))處的切線均平行于x軸,則〃?的取值范圍是()
【答案】D
【解析】
【分析】
由r(x)=〃2—6f=0得m=",令g(x)=",求導分析單調性與極值,依題意得
ee
機=”有三個不同解,即可求解.
e
【詳解】
6x2
由7(x)=,M—6/=0得in=--
ex
令g(%)=",則g,(x)⑵一6/
e-?-
當x<0或x>2時g'(x)<0,當0<xv2時g'(x)>0,
所以g(x)在(一⑼和(2,+8)上單調遞減,在(0,2)上單調遞增,
且g(0)=0,g(2)W
因為曲線y=f(x)在不同的三點(xJ(x)),(牛/仁)),(孫/(巧))處的切線均平行于x
軸
所以機=各有三個不同解,故相
故選:D
5.(2022?江蘇鎮(zhèn)江?高三期末)已知函數(shù)啟)=/+紗2—力的圖象在點A(l,川))處的切線方
程為丁=4工一3,則函數(shù)y=Rr)的極大值為()
A.IB.--C.D.-1
2727
【答案】A
【解析】
【分析】
求導,根據(jù)導數(shù)的幾何意義求得a的值,再根據(jù)導數(shù)的正負判斷極值點,求得極大值.
【詳解】
由由題意得八%)=3爐+2公-1,
故廣⑴=3+2。-1=4,則a=l,
所以/(X)=3X2+2X-1,令/(x)=3f+2X-1=0,
則內=-1,W=g,
當xv—I或時,r(x)<0;當—l<x<g時,7")>0,
故函數(shù)/⑴在l=-1時取得極大值為/(T)=T+I+I=I,
故選:A.
6.(2022?浙江?溫州中學高三期末)如圖,函數(shù)=d的圖象「上任取一點叫加工0,
過點A作其切線上交「于點4,過點8作其切線上交「于點C,過點C作其切線L交L
于點。,則篇AD\的取值()
A.與根有關,且存在最大值B.與加有關,且存在最小值
C.與m有關,但無最值D.與機無關,為定值
【答案】D
【解析】
【分析】
先證明一個結論:函數(shù)/(力=加+加+5+4。W0)的圖象「上任取一點P("w),
過點尸作其切線4交于點4&,y),過點尸作4交「于另兩個點鞏盯B),0(w,%),則
勺+當=2王;利用該結論即可求出反C的橫坐標關于,〃的表達式,進而求出直線A8與。
的方程,聯(lián)立直線43與8的方程,即可求出點。的橫坐標,再根據(jù)黑=上區(qū),即
可求出結果.
【詳解】
先證函數(shù)/(力=/+而+以+d(a#o)的圖象「上任取.點加工一卷
過點尸作其切線4交于點A&,%),過點尸作4交「于另兩個點見孫力),。(%%),則
X2+Xy=2%.
vcuc^+bx*"+ex+d
證明:設過點尸(北同的直線為),=可工-加)+〃,聯(lián)立得:;;二及(工_間+〃,得方程
ax,+加+(c-A)x+d+h〃一〃=0.(*)
則方程(*)必有一根x=〃J于是方程(*)可改寫為。(%-回任+5X+7)=0,(**),其中
S,TeR,
當赫與「相切于A點時,方程(**)有重根%=韋達定理知2%二-S;
當8C與相交「于AC點時,方程(**)有另兩個根“=冷"=為,
韋達定理知W+Q=-5.
故再+丹=2%.
由于函數(shù)/(力=丁的圖象「關于原點(0,0)對稱,
設8k2團),連結OB,交「于另一點8',由對稱性,則&(ft)由上述結論,則
,所以%=
-x2+0=2m-2m;
3
設C(x3,x3),連結0C交「于另一點C由對稱性,則C(-x,,x/),由上述結論,則F+。=2/,
所以茁=46.
于是直線43為y=3/n2(x-zw)+,直線c£)為y=48nr(x-4m)+64加,
25
y=3/n(x-m)+m42/n
聯(lián)立得:,解得與
y=48m2(x—4m)+64m*
42
—m-tn
所以四二上315_____r3故\扁AD\的取值與“無關,為定叼3
所以|明一
3m
故選:D.
7.(2022?內蒙古通遼?高三期末(文))若函數(shù)y=/(x)的圖象上存在兩點,使得函數(shù)的圖象
在這兩點處的切線互相垂直,則稱y=f(力具有「性質.下列四個函數(shù)中,具有「性質的所
有函數(shù)的序號為()
?y=sin2x,②y二tanx,@y=----,xe(-2,+oo),@y=ec-lnx
x+2
A.①③B.①④C.?@?D.???
【答案】C
【解析】
【分析】
根據(jù)題意可知其導函數(shù)上存在兩點的導函數(shù)值乘積為-1;對?每一個函數(shù)進行求導,逐個判
斷即可.
【詳解】
y=sii?x=lC;s2%=33cos2x,所以y'=sin2xe[-l,l],其導函數(shù)上存在兩點的導函數(shù)
值乘積為T,即這兩點處的切線互相垂直,滿足條件;
J=tanx,所以),,=□—>()恒成立,不滿足條件;
COS-X
,XG(-2,1)
,XG(-2,+OO),所以y'=<,其導函數(shù)上存在兩點的導函數(shù)值
乘積為T,即這兩點處的切線互相垂直,滿足條件;
y=er-lnx,所以y'=e,-L函數(shù)曠=一一工單調遞增,且了,=<^-3<-1,
xx\=3
其導函數(shù)上存在兩點的導函數(shù)值的乘積為T,即這兩點處的切線互相垂直,
滿足條件.
故選:C.
8.(2022?湖南永州?二模)若函數(shù)),="與y=lnx存在兩條公切線,則實數(shù)。的取值范圍是
2e,+0°
【答案】D
【解析】
【分析】
設切線與曲線y=lnx相切于點(川n,),利用導數(shù)寫出曲線y=lnx在點(f』nr)處的切線方程,
將切線方程與函數(shù)y=ad的解析式聯(lián)立,由△=()可得出直線),=;與曲線8。)=/-產]四
有兩個交點,利用導數(shù)分析函數(shù)g⑺的單調性與極值,數(shù)形結合可得出關于實數(shù)。的不等式,
由此可解得實數(shù)。的取值范圍.
【詳解】
設切線與曲線y=lnx相切于點(內皿),對函數(shù)y=lnx求導得了=,,
所以,曲線y=lnx在點處的切線方程為y-lnf=#T),即),=;x+hw-l,
y=以”
聯(lián)立1可得ar2一一x+1-lnr=0,
y=-x+lnr-lt
由題意可得。工0且△=5—44(lTn/)=0,可得5二/一『1四,
令g(,)="一/hn,其中r>0,則g'(E)=2r_(2flnf+f)=f(l_2hv).
當0</<五時,g'⑺>0,此時函數(shù)g(。單調遞增,
當空加時,g'(f)<0,此時函數(shù)g(t)單調遞減,所以,gS2=g(6)=,
且當0<rve時,g(r)>o,當,>e時,g(r)<0,如下圖所示:
9.(2022?全國?高三專題練習)設拋物線f=2〃),(尸>0),M為直線y=-2〃上任意一點,
過M引拋物線的切線,切點分別為A,B,A,B,M的橫坐標分別為X.,XR,"則
()
A.XA+X—X”B.XA?X"=X:
1I2
C.—+-iF=T—D.以上都不對
AAARAM
【答案】A
【解析】
【分析】
利用導數(shù)求出切線斜率,寫出切線方程,消去了,聯(lián)立方程組即可得解.
【詳解】
由f=2py得),=*,得y=j
2pP
XY
所以直線MA的方程為y+2p=;(“-XM),直線MR的方程為y+2p=藍(1-九),
V2YY2Y
所以,-^r-+2p=—~(X-X)(1),*^-+2〃=―^(Xs-X”)②
2PpAM2Pp
由①、②得2XM=X/X”
故選:A
10.(2022?全國?高三專題練習)若過點(。,切可以作曲線y=lnx的兩條切線,則()
A.a<In/?B.b<\naC.\nb<aD.\na<b
【答案】D
【解析】
【分析】
設切點坐標為(與,%),由切點坐標求出切線方程,代入坐標(。,3,關于X。的方程有兩個不
同的實數(shù)解,變形后轉化為直線與函數(shù)(構造新函數(shù))圖象有兩個交點,由導數(shù)確定函數(shù)的
性質后可得.
【詳解】
設切點坐標為(%,%),由于>'=4,
X
因此切線方程為丁-皿毛='。一工0),又切線過點3"),
%
貝ij力一In/=———,/>+l=lnx0+—,
兩拓
設/(x)=lnx+g,函數(shù)定義域是。內),
X
則直線y=b+l與曲線f(x)=lnx-g有兩個不同的交點,
x
當aKO時,/'a)>0恒成立,〃力在定義域內單調遞增,不合題意;
當。>0時.,0<xva時./V)<o,"X)單調遞減,
工>。時,r(x)>0,/(X)單調遞增,所以/(4)2=/(。)=1奴+1,
由題意知6+1>lna+1,即b>lna.
故選:D.
11.(2022?全國?高三專題練習)已知函數(shù)f(x)=-V+3x,P為曲線產f(x)在點(2/(2))
處的切線上的一個動點,。為圓C:(x-3)2+(yT)2=W上的一個動點,則|P0的最小值為
.8x/82D7屈「6屈八5>/82
41414141
【答案】D
【解析】
【分析】
利用導數(shù)求得曲線y=f(x)在點(2J(2))處的切線方程,求得圓C的圓心到切線的距離,
由此求得歸。的最小值.
【詳解】
因為“力=一爐+3”,所以〃2)=-2,r(x)=-3x2+3,r(2)=-9,
所以曲線y=F(x)在點(2J(2))處的切線方程為y+2=—9(x—2),即9r+y-16=0.
網(wǎng)C的圓心坐標為(3,1),故圓心到直線9x+y-16=0的距離為|9X::"16|=J£二尊,
V92+lV8241
所以|PQ|的最小值為嚕-暮=蜜.
故選:D
12.(2022?全國?高三專題練習)已知函數(shù)/(力的導函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結論正確
的是()
A.-3是“力的極小值點B.T是/("的極小值點
C.”力在區(qū)間(9,3)上單調遞減D.曲線y=/(x)在x=2處的切線斜率小于零
【答案】D
【解析】
【分析】
根據(jù)導函數(shù)圖象,求得函數(shù)單調性,結合極值點定義,即可判斷ABC選項,根據(jù)導數(shù)的定
義和幾何意義即判斷D選項,從而得出答案.
【詳解】
由圖象知,當xv—3或x>3時,/(力>0,4X)單調遞增,
當-3vxv3時,/'(力<0,”6單調遞減,
所以f(x)在區(qū)間(-co,-3),(3,y)內單調遞增,在區(qū)間(-3,3)內單調遞減,
-3是/(x)的極大值點,3是/(X)的極小值點,故ABC錯誤;
又因為廣(2)<0,所以曲線y=/(x)在x=2處切線斜率小于零,故D正確.
故選:D.
13.(2022?全國?高三專題練習)已知f(x)=*lnx,若過一點(叫〃)可以作出該函數(shù)的兩條
切線,則下列選項一定成立的是()
2門
A.n<m\nmB.n>m\nmC.—e<w<0D.m<\
e
【答案】A
【解析】
【分析】
設切點為(fjlnf),求得切線方程為y=(lnr+l)x-r,可得出r-Hni〃一加=0,令
g(t)=t-rn\nt+n-m,分機40、〃?>0兩種情況討論,利用導數(shù)分析函數(shù)g(。的單調性,
根據(jù)方程g("=0有兩根可得出結果.
【詳解】
設切點為(Ulm),對函數(shù)/(力求導得f'(x)=lnx+l,則切線斜率為r?)=lnf+l,
所以,切線方程為y-"nf=(lnf+l)(xT),即y=(lnr+l)x-r,
所以,n=m(\nt+l)-t,可得t-mlnf+〃一/〃=0,
令g(,)=,T〃lnr+〃-加,其中z>0,由題意可知,方程g(,)=0有兩個不等的實根.
g0)=「7=丁.
①當mwo時,對任意的co,g'(,)>o,此時函數(shù)g(。在(o,+8)上單調遞增,
則方程g(/)=o至多只有一個根,不合乎題意;
②當m>0時,當Ovrvm時,g',)<0,此時函數(shù)g(f)單調遞減,
當加時,/(/)>0,此時函數(shù)g(f)單調遞增.
由題意可得gthn=8(,〃)=〃?一松ln〃?+〃-〃?=〃一相l(xiāng)n〃7Vo,可得
故選:A.
14.(2022?浙江?高三專題練習)若直線上=。與兩曲線y=/,〉=1必分別交于A5兩點,且
曲線),=e'在點A處的切線為陽,曲線y=lnx在點日處的切線為〃,則下列結論:
03ae(0,+a>),使得相〃〃:②當“〃〃時,|4卻取得最小值;
③|四|的最小值為2;④|A回最小值小丁!■.
其中正確的個數(shù)是()
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【解析】
【分析】
先利用導數(shù)求得血〃兩條切線方程,令=,可知故存在零點,
①正確;\AB\=ea-\na,通過求導討論單調性可知|人回有最小值,進而可以判斷最小值范
圍,可以判斷②正確,③錯誤,④正確.
【詳解】
解:由直線x=〃與兩曲線丫=9,/=1四分別交于A8兩點可知:。>0
曲線y=e,上A點坐標(4產),可求導數(shù)y'=e',則切線〃?斜率匕可知切線加:
y-ea=ea(x-a).
曲線、二山[:3點坐標(《皿々),可求導數(shù)y=g,則切線〃斜率匕=
令心二%,則e“=L令g(x)=d—,(x>0),g出=%-2<0,g(l)=e-l>0,
g,l)使g(x)=O,BP3ae(0,-h?),使即m//〃,故①正確.
由零點存在定理,3ae
\AB\=ea-Ina,令人(a)=e"-lna(a>0),「."(a)=e"-5,由g(x)同理可知有&
人1力'(4)>0=4>/
使e=一,令,??/(a)在處取最小值,即當根〃〃時,|AB|取
%h,(a)<O=>O<a<ao
得最小值,故②正確.
AB
\\min=*Tn/;*=上,a0=ln-=-lna^:.\AB\m,n=工+%是對勾函數(shù),在
aoaoao
%4,1)上是減函數(shù),.?.|聞—|+14+1=/疝?42?),故③錯誤,④正確.
<2>
故選:C
15.(2022?全國?高三專題練習)過曲線C:y=lnx上一點AQ0)作斜率為4(0<左<1)的直
線,該直線與曲線。的另一交點為尸,曲線。在點P處的切線交y軸于點M若..APN的面
3
積為41112—2,貝iJXr=()
2
121
A.—In2B.—In2C.—In2D.In2
332
【答案】B
【解析】
【分析】
利用導數(shù)的幾何意義求出切線方程,結合三角形面積公式進行求解即可.
【詳解】
設P(為,lnXo),y=lnx=>/=-,^=—,
x%
切線方程為:y-lnx0=—(x-x0),令x=0,y=\nxQ-ifAN(O,lnxo-1),
S&oN=^l(lnA0-l)=ilnx0-^.
過P作x軸的垂線,垂足為M,
S△PMA=/,(E%)(/T)=-^(lnx0--ln%
梯形PNOM面積S=:011入0-1+11)/>%=/lnxo-
,「3,11,1.
41n2-5=%In%一耳鼻一
3111
即41n2-5=5/111工0-耳鼻+耳,/.41n4=x0InA0-+4,
顯然%=4是該方程的一個根,設g(x)=xlnx-x+4-41n4=>g'(x)=lnx,
由題意可知:x>l,所以g(x)>0,此時函數(shù)單調遞增,
故方程4In4=%In%-%+4有唯一實根,
In42,r
即「(4』n4),:?k=一=-ln2
33
故選:B
關鍵點睛:利用梯形面積建立等式是解題的關鍵.
16.(2022.新疆.烏市八中高三階段練習(理))已知曲線y=lnx在%處的切線經(jīng)過點
(-1,0),則小的人致范圍是()(參考數(shù)據(jù):e?2.718,e2?7.389)
A.(2,e)B.(e,3)C.(3,4)D.(4,5)
【答案】C
【解析】
【分析】
由導數(shù)得幾何意義結合零點的存在性定理即可求解
【詳解】
X
???曲線y=lnx在%=/處的切線方程是y7nxo='.(x-%),
由切線經(jīng)過點(-L0),得'-In/+1=0.
玉)
令g(x)=(Tnx+l,顯然g(x)單調遞減,
4Ine4-In27In72-In27八
???g(3)=--ln3=>--------------->0
33
小5?/Ine5-In256ln35-ln256八
g(f4=一--<——
???毛的大致范圍是(3,4).
故選:C
17.(2022?全國?高三專題練習)已知拋物線。:犬=20,(〃>0)的焦點到準線的距離為2,點
“(%,%),%(々,必)在拋物線C上,過點“,N作拋物線C的切線七%其中4U,4,
4不與坐標軸垂直,直線4,,2交于點L,若直線MV過點(0,1),則當?shù)拿娣e最小時,
x1+x2=()
A.±-B.±1C.0D.±-
42
【答案】C
【解析】
【分析】
由已知條件求出〃=2,設直線MN的方程為了=丘+1,與f=4y聯(lián)立可得百+勺=軟,
百9=-4,由導數(shù)的幾何意義求出兩條切線的方程,由兩切線方程求出點L的坐標,利用點
到直線的距離公式求出aLMN的高,由弦長公式求出|MN|,計算的面積結合函數(shù)的
性質求出面積的最小值即可求解.
【詳解】
因為拋物線C.xi2=2〃y(p>0)的焦點到準線的距離為2,所以〃=2,
因為直線MN過點(0,1),設直線MN的方程為丁="+1,
\y=kx+\
由<2可得/一4右一4=0,所以$+々=4女,人徑=-4,
1/=44y
由f=4y可得丁=:/,所以/=:x,
42
2
所以在點M(5,y)處的切線方程為:y-y=^x1(x-xl)BPj-^-x,=^x1(x-x1),
所以』.一,
同理可得在點N(z,%)處的切線方程為:y=^2x-^x/f
112
y^-xcx--Xl
由,iI2可得:2k,
2
y=-x.-x——x/
24
所以點£的坐標為(2太-1),
所以點L(2k,-1)到直線MN:丘-y+1=0的距離d==2護不,
\MN\=VF+i|x,-x,|=〃2+1](耳+%2)2-4K『=V^2+IV16A2+16=4(Z:2+1),
所以"MN的面積為S=g|MNM=;x4H2+l)x2jF:T=4(k2+iF,
所以當k=0時,LMN的面積最小,此時%+工2=°,
故選:c
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