内容正文:
微专题系列之数学应用——斜率公式的应用
[对应学生用书P183]
斜率公式的应用主要形式有比较大小、求解点共线问题、求参数取值范围、求函数最值等.由于斜率公式具有把代数问题几何化的功能,因此在解答过程中,首先借助斜率公式的几何定义画出草图,然后利用斜率与倾斜角的关系,找出其边界情况,进而解决问题.现举例如下:
类型1 斜率模型的几何意义
【例1】 已知函数f(x)=log2(x+1),且a>b>c>0,则,,的大小关系为 .(用“<”连接)
[思维过程]
明确目标→比较大小.
提取信息→已知函数f(x).
建立联系→画出函数图象,利用所求式子的几何意义比较大小.
思路导引→作出函数f(x)=log2(x+1)的大致图象,
如图所示,可知当x>0时,
曲线上各点与原点连线的斜率随x的增大而减小,因为a>b>c>0,所以<<.
答案:<<
【练1】 已知关于x的函数f(x)=mx-1(m>1),设a>b>c>1,则,,的大小关系是( )
A.>>
B.>>
C.>>
D.>>
A 解析:∵m>1,∴函数f(x)=mx-1是R上的增函数,且f(0)=0,作出函数f(x)=mx-1图象如图,设A(a,f(a)),B(b,f(b)),C(c,f(c)),
则OA的斜率k1=,OB的斜率k2=,OC的斜率k3=,
∵1<c<b<a,∴OC,OB,OA的倾斜角满足α3<α2<α1,
又∵tan α1=k1,tan α2=k2,tan α3=k3,且α3,α3,α1都是锐角,
∴k1>k2>k3,可得>>,故选A.
类型2 求最值问题
【例2】 已知实数x,y满足y=x2-2x+2(-1≤x≤1),试求的最大值和最小值.
[思维过程]
明确目标→求代数式最值.
提取信息→已知实数x,y满足的关系式.
建立联系→画出函数图象,利用所求式子的几何意义比较大小.
思路导引→如图,作出y=x2-2x+2(-1≤x≤1)的图象为抛物线的一部分即曲线段AB,
则表示定点P(-2,-3)和曲线AB上任意一点(x,y)的连线的斜率k,连接PA,PB,
则kPA≤k≤kPB.
易得A(1,1),B(-1,5),
所以kPA==,
kPB==8,
所以≤k≤8,
故的最大值是8,最小值是.
【练2】 (2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习)实数x,y满足y=,那么的最大值为 .
答案:
1 解析:由y=得x2+y2=2(y≥0),
所以点(x,y)的轨迹是以原点为圆心,半径为的圆的上半部分,
=表示点(x,y)与点A(-2,0)连线的斜率,
过A作半圆的切线AB,切点为B,如图所示,
则OB⊥AB,
由于|OA|=2,|OB|=,|AB|==,
所以△OAB是等腰直角三角形,所以直线AB的斜率为1,即的最大值为1.
学科网(北京)股份有限公司
$$