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专题05 导数在切线中的相关运用
切线的相关问题是历年高考中的热门考点,常在选填题中出现,偶尔也会出现在解答题中。特别是近几年高考中关于公切线的相关考点出现较多。导数在高中数学中,作为解题工具具有很重要的地位,导数的几何意义为解决曲线的切线和公切线提供诸多便利。本专题主要研究导数在切线中的相关运用,望能对同学们解决切线和公切线提供帮助。
一、热点题型归纳
题型1.求切线方程(已知切点和未知切点)
题型2.求切点(已知切线或斜率)
题型3.求参数(未知切点,已知切线)
题型4.切线的条数问题
题型5.切线与切线的关系
题型6.求公切线方程
题型7.求公切线的条数问题
题型8.与公切线有关的参数问题
题型9.切线的应用:距离问题
题型10.切线的应用:恒成立(存在)问题
题型11.切线的应用:零点(方程的根、交点)问题
二、最新模考题组练
三、十年高考真题练
【题型1】求切线方程(已知切点和未知切点)
【解题技巧】曲线切线方程的求法:
(1)以曲线上的点(x0,f(x0))为切点的切线方程的求解步骤:
①求出函数f(x)的导数f′(x);②求切线的斜率f′(x0);③写出切线方程y-f(x0)=f′(x0)(x-x0),并化简.
(2)如果已知点(x1,y1)不在曲线上,则设出切点(x0,y0),解方程组得切点(x0,y0),进而确定切线方程.
【典例分析】
1.(2022·江西高三月考)已知曲线.(1)求曲线在处的切线方程;(2)求曲线过点的切线方程.
【答案】(1);(2)或.
【分析】(1)利用导数的几何意义,先求斜率,再求切线方程;(2)首先设切点坐标,利用切点表示切线方程,由直线过点,代入求切点坐标,即可求得切线方程.
【详解】(1)∵,∴在点处的切线的斜率.
∴曲线在点处的切线方程为,即.
(2)设曲线与过点的切线相切于点,则切线的斜率.
∴切线方程为,即.
∵点在切线上,∴,即,∴,
∴,∴,解得或,
故所求的切线方程为或.
【变式演练】
1.(2022·河北高三模拟)已知是定义在上的奇函数,当时,,则曲线在点处的切线方程为___________.
【答案】
【解析】由奇函数的定义可得x<0时f(x)的解析式,求得导数,可得切线的斜率,由点斜式方程可得所求切线方程.
【详解】由是上的奇函数,当x<0时,,f(x)=f(﹣x)=,
则,可得,f(﹣1)=0,
故在处的切线方程为y﹣0=(x+1),即x-y+1=0,故答案为:.
2.(2022·福建省连江县高三期中)(多选题)若直线与曲线满足下列两个条件:(i)直线在点处与曲线相切;(ii)曲线在附近位于直线的两侧,则称直线在点处“切过”曲线.则下列命题中,正确的有( )
A.直线:在点处“切过”曲线:
B.直线:在点处“切过”曲线:
C.直线:在点处“切过”曲线:
D.直线:在点处“切过”曲线:
【答案】AC
【分析】根据“切过”的定义和导数的几何意义,以及利用导数求函数的最值逐一判断选项即可.
【详解】A:由,得,得,直线是 曲线的切线,又当时,当时,满足曲线在附近位于直线的两侧,故A正确;
B:由于,得,则,而直线的斜率不存在,在点处不与曲线相切,故B错误;
C:由于,得,所以,直线是过点的曲线的切线,又时时,满足曲线在附近位于直线两侧,故C正确;
D:由于,得,所以,曲线在处的切线为,
设,得,
当时,,当时,,
所以在上有极小值也是最小值,为,
所以恒在的上方,不满足曲线在点附近位于直线的两侧,故D错误.故选:AC.
3.(2022·安顺市高二月考)已知.
(1)求曲线在点处的切线方程;(2)求曲线过原点的切线方程.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)求出函数的导数并求出在点e处的导数值,再利用导数的几何意义即得;
(2)由(1)的信息,设出切点坐标,写出切线方程并将代入计算即可得解.
【详解】(1)由求导得:,当时,,
由点斜式得曲线在点处的切线方程为,即,
所以曲线在点处的切线方程;
(2)由题意知,点不在曲线上,设切点为,
由(1)知曲线在点B处切线斜率为,
切线方程为,即,而切线过点,即,解得,
于是得所求切线方程为,所以曲线过原点的切线方程为.
【题型2】求切点(已知切线或斜率)
【解题技巧】已知斜率求切点:已知斜率k,求切点(x1,f(x1)),即解方程f′(x1)=k.
【典例分析】
1.(2022·玉林市高三期中)曲线在P0处的切线垂直于直线,则P0的坐标为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】求函数的导数,令导数等于4解方程,求得点的横坐标,进而求得点的坐标.
【详解】曲线在P0处的切线垂直于直线,所以切线的斜率为4,
依题意,令,解得,,
故点的坐标为和,故选:C
【变式演练】
1.