内容正文:
【二轮复习—函数与导数】
夯基专题4 导数的几何意义
【核心知识】考向一 求切线方程
考点一:导数的几何意义
函数在点处的导数的几何意义是在曲线上点处的切线的斜率.相应地,切线方程为.
直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.
考点二:求曲线“在”与“过”某点的切线
1.求曲线“在”点处的切线方程
①求斜率:求出曲线在点处切线的斜率
②写方程:用点斜式
③变形式:将点斜式变成一般式.
2.求曲线“过”处的切线方程或切线条数
①设切点为;
②求出函数在点处的导数;
③在点处的切线方程为,将点的坐标代入切线方程
可得 ,得到关于的方程;
④解方程,由方程根个数确定切线条数;由的值,求出切线方程.
【典例精讲】
例1.(2025·广东省·月考试卷)一条直线与函数和的图象分别相切于点和点,则的值为 .
解:因为,,
所以,,
则在点处的切线方程为,即
在点处的切线方程为:,即,
由已知得,得,解得,
所以,
所以.
故答案为.
例2.(2025·广东省湛江市·模拟题)函数在点,处的切线分别记为,,且,过点作轴的平行线与交于点,则 .
解:,由可知:,所以.
由于,故,
切线在点处的方程为:,
代入,得:,
,
因此,的方程为:.
过点作轴平行线,与的交点的坐标满足:,
所以,
化简得:,
因此,点的坐标为,
点的坐标为,故:
,
而,
因此,.
故答案为.
【拓展提升】
练1-1(2024·安徽省合肥市月考试卷) 已知定义在上的奇函数满足,若,则曲线在处的切线方程为 .
解:由,
令,则,即,
又为奇函数,则,
故是以为周期的周期函数,则,
对,求导得,
故是以为周期的周期函数,则,
即切点坐标为,切线斜率,
故切线方程为,即.
故答案为:.
练1-2.(2025·北京市·模拟题)设函数,则曲线在处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
解:,
则,
即该切线方程为,即,
令,则,令,则,
故该切线与两坐标轴所围成的三角形面积.
故选:.
练1-3.(2025·江苏省·月考试卷)已知函数,若在点可以作曲线的两条切线,则点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
解:作出函数的图象,
求导得:
由于函数在处的切线为,
而函数在处的切线为,
由于两分段函数在分界点处的切线相同,
所以可取公切线上的点,再作函数的另一条切线即可,
根据选项分析,只有在公切线上,
故选:
考向二 与切线有关的参数问题
【核心知识】
考点一:已知直线(为常数)与函数的图象相切
设切点为,则在切点处应有,解此方程组求参数的值或取值范围.
考点二:与的图象的公切线问题
公切线问题,通常涉及:求公切线、根据公切线,求参数范围、讨论公切线的条数.一般思路:设各自的切点分别为、,分别表示出切线方程,比较系数建立方程组,解此方程组求参数的值或取值范围.
解决此类问题要注意曲线上点的横坐标的取值范围,及利用条件“切点既在切线上又在曲线上”.
【典例精讲】
例3.(2025·河南省·联考题)已知函数,曲线在不同的三点处的切线斜率均为,则实数的取值范围是 .
解:因为函数图象在不同的三点处的切线斜率均为,
因此导函数有三个不同的根,
所以有三个不同的根,
转化为函数图象和函数图象有三个不同的公共点,
下面分析函数图象,
导函数,
令导函数,解得或,
当时,,
函数单调递增,
当时,,
函数单调递减,
当时,,
函数单调递增,
,
当时,,且,
当时,,
函数图象如图所示:
结合图象可知,的取值范围是.
故答案为:.
例4.(2025·黑龙江省哈尔滨市·月考试卷)已知函数,若不等式在上恒成立,则参数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解:由,,得,
如图,作和在上的图象,
由题意,的图象在图象上方,
随值移动,
当图象在图象左侧,移动到与相切时,
设与相切,,
设切点为,
则
且由图象,所以,,
结合图象,,
当图象在图象右侧,若与相交于点,,
得,结合图象,,
综上,.
故选:.
【拓展提升】
练2-1.(2024·河北省衡水市模拟) 设曲线在点处的切线为,在点处的切线为,若存在,使得,则实数的取值范围是 .
解:由题可得 , ,
存在 ,使得 ,即 ,
, ,
令 ,则 ,
则 , ,
故 ,
答案为 .
练2-2.(2025·山东省·月考试卷)若直线是曲线的切线,则的最小值是 .
解:由题意得,
设切点为,,
则,,
所以切线方程为,
即,
所以,,
所以,
令,,则,
,
当且仅当,即时等号成立.
故答案为:.
练2-3.(2025·江苏省无锡市·模拟题)函数与和分别交于,两点,设在处的切线的倾斜角为,在处的切线的倾斜角为,若,则_______.
解:记在处切线的斜率为,由,则,
由在处的切线的斜率为 ,由,则,
由和关于对称,且关于对称,
则,两点关于对称,则,整理得,
即,
令,则,
由在上单调递增,则,
由可得,,即,整理得,解得负值舍去,
故,
所以.
故答案为.
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