内容正文:
1 曲线的切线方程
赢在微点 数学 大一轮
由教材探寻命题导向
教考衔接
源于教材 高于教材
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微在字里 赢在行间
一、教材题组·加固练■
人教A版选择性必修第二册
1
2
3
4
5
P81·7题
P81·4题(2)
P81·5题
P82·11题
P104·13题
【选题说明】考题多源自于教材例题或习题,可通过变换条件、变换设问等命制出新颖的高考试题,考查切点的坐标、切线的斜率、公切线相关知识.
【题5】 已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(2a+3)x+1只有一个公共点,求a的值.
【题1】 设函数f(x)=1-ex的图象与x轴相交于点P,求该曲线在点P处的切线方程.
【题2】 已知函数y=xln x,求这个函数的图象在点(1,0)处的切线方程.
【题3】 求曲线y=在点M(π,0)处的切线方程.
【题4】 设曲线y=e2ax在点(0,1)处的切线与直线2x-y+1=0垂直,求a的值.
【题1】 设函数f(x)=1-ex的图象与x轴相交于点P,求该曲线在点P处的切线方程.
令1-ex=0,解得x=0,所以函数f(x)=1-ex的图象与x轴相交于点P(0,0).由f′(x)=-ex,知f′(0)=-1,所以曲线在点P(0,0)处的切线方程为x+y=0.
【题2】 已知函数y=xln x,求这个函数的图象在点(1,0)处的切线方程.
y′=ln x+1,所以k=y′|x=1=ln 1+1=1, 则函数y=xln x在点(1,0)处的切线方程为y-0=1×(x-1),即x-y-1=0.
【题3】 求曲线y=在点M(π,0)处的切线方程.
因为y′=,所以切线方程的斜率k=y′|x=π=-,则切线方程为y=-+1,即x+πy-π=0.
【题4】 设曲线y=e2ax在点(0,1)处的切线与直线2x-y+1=0垂直,求a的值.
曲线y=e2ax,所以y′=e2ax·(2ax)′=2a·e2ax,所以在点(0,1)处的切线斜率为k=2ae0=2a,又因为切线与直线2x-y+1=0垂直,所以2a×2=-1,所以a=-.
【题5】 已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(2a+3)x+1只有一个公共点,求a的值.
y=x+ln x的导数为y′=1+,曲线y=x+ln x在x=1处的切线的斜率为k=1+=2,所以曲线y=x+ln x在x=1处的切线方程为y-1=2x-2,即y=2x-1.由题意知,直线y=2x-1与曲线y=ax2+(2a+3)x+1只有一个公共点,则关于x的方程ax2+(2a+3)x+1=2x-1,即ax2+(2a+1)x+2=0有且只有一解.当a=0时,上式可变为x+2=0,解得x=-2,有且只有一解,符合题意.当a≠0时,令Δ=(2a+1)2-8a=0,即4a2-4a+1=0,解得a=.综上a=0或a=.
二、创新变式·提升练■
【变式1】 已知函数f(x)=x+ex,则这个函数图象过点P(0,0)处的切线方程为____________.
f′(x)=1+ex,设切点坐标为(x0,y0),则有=1+ex0,又y0=x0+ex0,所以=1+e x0,解得x0=1,所以f′(1)=1+e,即k=1+e,从而过点P(0,0)的切线方程为y=(1+e)x.
y=(1+e)x
【变式2】 已知函数f(x)=1-ex,若函数的图象在点P处的切线方程为y=-ex+1,则切点P的坐标为________.
设切点P的坐标为(x0,y0),f′(x)=-ex,由题意知,f′(x0)=-e x0=-e,解得x0=1,此时y0=1-e,故所求切点P的坐标为(1,1-e).
(1,1-e)
【变式3】 已知函数f(x)=x(x+2)-mln x的图象在点处的切线与直线x+2y=0垂直,则m的值为________.
由题知f′(x)=2x+2-,因为函数f(x)的图象在点处的切线与直线x+2y=0垂直,所以f′=2,即3-2m=2,解得m=.
【变式4】 已知过点A(a,0)作曲线y=(1-x)ex的切线有且仅有1条,则a=________.
设过点A(a,0)作曲线y=(1-x)ex的切线的切点为P(x0,y0),y′=-ex+(1-x)ex=-xex,kPA=-x0e x0,所以=-x0e x0,整理得x-(a+1)x0+1=0,由题意知此方程有两个相等的实数根,所以Δ=(a+1)2-4=0,解得a=1或a=-3.
1或-3
【变式5】 已知函数f(x)=x2-2,g(x)=3ln x-ax,若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在公共点处的切线相同,则实数a=________.
设函数f(x)=x2-2与g(x)=3ln x-ax的公共点为(x0,y0),则即则3ln x0+x-1=0.令h(x)=3ln x+x2-1,易得h(x)在(0,+∞)上单调递增,由3ln x0+x-1=0,解得x0=1,所以公共点为(1,-1),所以-1=3ln 1-a,解得a=1.
1
三、链接高考·体验练■
1.(2023·全国甲卷)曲线y=在点处的切线方程为( )
A.y=x B.y=x
C.y=x+ D.y=x+
由题意可知y′==,则曲线y=在点处的切线斜率k=y′|x=1=,所以曲线y=在点处的切线方程为y-=(x-1),即y=x+.故选C.
2.(2024·全国甲卷)设函数f(x)=,则曲线y=f(x)在点(0,1)处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
f′(x)=,所以f′(0)=3,所以曲线y=f(x)在点(0,1)处的切线方程为y-1=3(x-0),即3x-y+1=0,切线与两坐标轴的交点分别为(0,1),,所以切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为×1×=.故选A.
3.(2022·新课标Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是_______________________.
因为y=(x+a)ex,所以y′=(x+1+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)ex0),切线斜率k=(x0+1+a)ex0,切线方程为y-(x0+a)ex0=(x0+1+a)ex0 (x-x0),因为切线过原点,所以-(x0+a)ex0=(x0+1+a)ex0 (-x0),整理得x+ax0-a=0.因为切线有两条,所以Δ=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,所以a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).
(-∞,-4)∪(0,+∞)
4.(2024·新课标Ⅰ卷)若曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线也是曲线y=ln(x+1)+a的切线,则a=________.
由题,令f(x)=ex+x,则f′(x)=ex+1,所以f′(0)=2,所以曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线方程为y=2x+1.令g(x)=ln(x+1)+a,则g′(x)=,设直线y=2x+1与曲线y=g(x)相切于点(x0,y0),则=2,得x0=-,则y0=2x0+1=0,所以0=ln+a,所以a=ln 2.
ln 2
$$