第五章 重点突破5 曲线的切线问题-【金版新学案】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT(人教A版)
2026-04-15
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 小结 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 7.16 MB |
| 发布时间 | 2026-04-15 |
| 更新时间 | 2026-04-15 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2026-02-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56471651.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学课件聚焦曲线切线问题,围绕“在某点处的切线”“过某点的切线”“两条曲线的公切线”及综合应用展开,衔接导数运算知识,通过典例解析和规律方法总结搭建学习支架,帮助学生掌握切线问题的核心解法。
其亮点在于以高考热点为导向,结合导数几何意义与数形结合思想,通过分层题型(如典例2公切线求解)和高考真题(如新高考Ⅱ卷)培养学生数学眼光(观察数量关系)和数学思维(逻辑推理),助力学生提升解题能力,教师可借助分层评价优化教学效率。
内容正文:
重点突破5 曲线的切线问题
第五章 单元学习六 导数的运算
学习目标
导数的几何意义主要用于求曲线的切线方程,常与解析几何知识交汇命题,充分体现了数形结合思想,是近几年高考和各地模拟考试中的热点问题.
内容索引
题型一 求“在某点处的切线”或“过某点的切线”问题
1
题型二 两条曲线的公切线问题
2
题型三 与切线有关的综合问题
3
课时分层评价
5
随堂评价
4
题型一 求“在某点处的切线”或“过某点的切线”问题
返回
已知函数f(x)=x3-4x2+5x-4.
(1)求曲线y=f(x)在x=2处的切线方程;
解:由题意,得f'(x)=3x2-8x+5,f'(2)=1.又f(2)=-2,
所以曲线y=f(x)在x=2处的切线方程为
y-(-2)=x-2,即x-y-4=0.
典例
1
(2)求经过点A(2,-2)的曲线y=f(x)的切线方程.
解:设切点坐标为(x0,-4+5x0-4),
又f'(x0)=3-8x0+5,
所以切线方程为y-(-4+5x0-4)=(3-8x0+5)(x-x0).
又切线过点A(2,-2),
所以-2-(-4+5x0-4)=(3-8x0+5)(2-x0),
整理得(x0-2)2(x0-1)=0,解得x0=2或x0=1.
当x0=2时,切线方程为x-y-4=0;
当x0=1时,切线方程为y+2=0.
因此经过点A(2,-2)的曲线y=f(x)的切线方程为x-y-4=0或y+2=0.
1.求曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程的步骤
第一步:求出函数y=f(x)在x=x0处的导数f'(x0);
第二步:根据直线方程的点斜式,得切线方程为y-f(x0)=f'(x0)(x-x0).
2.求曲线y=f(x)过点P(x0,y0)的切线方程的步骤
第一步:设切点为P'(x',f(x')),求切线的斜率k=f'(x'),写出切线方程;
第二步:把点P(x0,y0)的坐标代入切线方程,建立关于x'的方程,解得x'的值,进而求出切线方程.
规律方法
对点练1.(1)函数f(x)=的图象在点(1,-2)处的切线方程为______________;
f'(x)=,则f'(1)=1,故所求切线方程为y-(-2)=x-1,即x-y-3=0.
x-y-3=0
(2)(2022·新高考Ⅱ卷)曲线y=ln|x|过坐标原点的两条切线的方程为_____,__________________.
由题意可知,函数的定义域为{x|x≠0}. 易证函数y=ln|x|为偶函数,当x>0时,y=ln x,设切点坐标为(x0,ln x0),因为y'=,所以切线斜率k=y'=,故切线方程为y-ln x0=(x-x0),又知切线过原点(0,0),所以-ln x0=-1,所以x0=e,故切线方程为y-1=(x-e),即y=x. 由偶函数图象的对称性可知另一条切线方程为y=-x,故过坐标原点的两条切线方程为y=x;y=-x.(不分先后).
y=x
y=-x(不分先后)
返回
题型二 两条曲线的公切线问题
返回
(1)若曲线f(x)=x2+a与曲线g(x)=4ln x-2x存在有公共切点的公切线,求该公切线的方程;
解:f'(x)=2x,g'(x)=-2. 设公共切点的坐标为(x0,y0),则f'(x0)=2x0,g'(x0)=-2,f(x0)=+a,g(x0)=4ln x0-2x0. 根据题意,有所以公共切点的坐标为(1,-2),公切线斜率为2,所以公切线的方程为y+2=2(x-1),即2x-y-4=0.
典例
2
(2)求曲线f(x)=ex-1和曲线g(x)=ln x+1公切线的方程.
解:根据题意,设直线l与f(x)=ex-1相切于点(m,em-1),与g(x)相切于点(n,ln n+1)(n>0),
对于f(x)=ex-1,f'(x)=ex,则k1=em,
则直线l的方程为y+1-em=em(x-m),
即y=emx+em(1-m)-1,
对于g(x)=ln x+1,g'(x)=,则k2=,
则直线l的方程为y-(ln n+1)=(x-n),
即y=x+ln n,直线l是f(x)与g(x)的公切线,则
可得(1-m)(em-1)=0,即m=0,或m=1,
则公切线方程为y=ex-1,或y=x.
解决两曲线的公切线问题的两种方法
法一:利用其中一曲线在某点处的切线与另一曲线相切,列出关系式求解.
法二:分别写出曲线y=f(x)在P1(x1,f(x1))与曲线y=g(x)在P2(x2,g(x2))的切线方程l1与l2,并分别写成y=k1x+b1与y=k2x+b2,利用公切线列出求解.
规律方法
对点练2.若函数f(x)=x2-ax+3,g(x)=ln x和直线l:y=kx-1,f'(3)=3.
(1)求a的值;
解:由已知得f'(x)=2x-a,
因为f'(3)=3,所以a=3.
(2)是否存在实数k,使得直线l既是函数f(x)图象的切线,又是g(x)图象的切线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
解:假设存在k,设直线l与f(x),g(x)的图象相切的切点的横坐标分别为x1,x2,
则有
解得x1=2,x2=1,k=1.
所以存在k=1,使得直线l既是函数f(x)图象的切线,又是g(x)图象的切线.
返回
题型三 与切线有关的综合问题
返回
角度1 与切线有关的求参问题
(1)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,则实数m的值为
A. B. C. D.
√
典例
3
因为f(x)=x(x+2)-mln x(x>0),所以f'(x)=2x-+2(x>0),所以f'=3-2m. 因为函数f(x)的图象在点处的切线与直线x+2y=0垂直,所以切线的斜率k=f'=3-2m=2,解得m=. 故选C.
(2)(2022·新高考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____________________.
(-∞,-4)∪(0,+∞)
y'=(x+a+1)ex,设切点为(x0,y0),易得x0=0时不符合题意,
故=(x0+a+1),y0=(x0+a),
即=(x0+a+1),由题意可得方程
x+a=x(x+a+1)在(-∞,0)∪(0,+∞)上有两个不相等的实数根,化简得x2+ax-a=0,则Δ=a2+4a>0,
解得a<-4或a>0,
故a的取值范围为(-∞,-4)∪(0,+∞).
角度2 与切线有关的距离最小问题
(1)已知点A在函数f(x)=ex-2x的图象上,点B在直线l:x+y+3=0上,则A,B两点之间距离的最小值是
A.2 B.4
C.4 D.8
√
典例
4
设A(x0,f(x0)).由题意,得f'(x)=ex-2.若在点A处的切线与直线l:x+y+3=0平行,则f'(x0)=-2=-1,即=1,所以x0=0,f(x0)=-2x0=1,即A(0,1),此时A到直线l的距离d==2,所以A,B两点之间距离的最小值为2.
(2)已知实数a,b,c,d满足(a-b+1)2+(d-ln c)2=0,则(a-c)2+(b-d)2的最小值为
A.1 B.2 C.3 D.4
√
由(a-b+1)2+(d-ln c)2=0,得即A(a,b)为直线x-y+1=0上的点,B(c,d)为函数y=ln x上的点,则(a-c)2+(b-d)2=|AB|2. 设直线x-y+m=0与曲线y=ln x相切,由y'=,得=1,即x=1,所以切点为(1,0),则m=-1,故切点(1,0)到直线x-y+1=0的距离为=,即为A,B两点间的最小距离,所以(a-c)2+(b-d)2的最小值为2.
角度3 与函数零点有关的求参问题
已知定义在R上的函数f(x)=若函数k(x)=f(x)+ax恰有2个零点,则实数a的取值范围为
A.(0,+∞)∪ B.[0,+∞)∪{-}
C.[0,1)∪(1,+∞)∪ D.(-∞,-1)∪(-1,0)∪
典例
5
√
k(x)恰有2个零点等价于f(x)与y=-ax恰有两个不同的交点,由f(x)
解析式可得f(x)图象如图①所示,①当a=0时,f(x)与y=0恰有两
个不同交点,符合题意. ②当a<0时,-a>0,设直线y=-ax与
f(x)=ln x(x>1)相切于点(m,ln m)(m>1),因为f'(x)=,所以-a
=f'(m)=,又-a=,所以=,解得m=e,此时-a=,解得a=-.
由图②可知:当且仅当a=-时,f(x)与y=-ax恰有两
个不同交点. ③当a>0时,-a<0,设直线y=-ax与f(x)
=x2-x(x≤1)相切于点(0,0),因为f'(x)=2x-1,所以
-a=f'(0)=-1,解得a=1.
由图③可知:当a>0,且a≠1时,f(x)与y=-ax恰有两
个不同交点.综上所述,实数a的取值范围为[0,1)∪(1,
+∞)∪{-}. 故选C.
与切线有关的常见综合问题
1.一般已知曲线上一点P(x0,y0)的切线与已知直线的关系(平行或垂直),确定该切线的斜率k,再求出函数的导函数,然后利用导数的几何意义得到k=f'(x0)=tan α,其中倾斜角α∈[0,)∪(,π),根据范围进一步得角α或有关参数的值或范围.
规律方法
2.利用导函数求解距离最小问题的步骤:先求出与
已知直线平行的切线方程,再求两平行线间的距离,
此距离就是所求的最小距离,如右图.
3.函数零点个数问题:此类问题通常可以转化为
两个函数图象的关系求解,求出切线通常是解题的关键.
规律方法
对点练3.(1)若曲线y=在点(1,a)处的切线与直线l:2x-y+5=0垂直,则实数a=
A. B.1
C. D.2
√
因为y'=,所以曲线y=在点(1,a)处的切线的斜率为k1==1-a. 又直线l的斜率k2=2,由切线与直线l垂直,知k1k2=
-1,即2(1-a)=-1,解得a=.
(2)(2025·陕西安康期中)若点P是曲线y=ln x-x2上任意一点,则点P到直线l:x+y-4=0的距离的最小值为
A. B. C.2 D.2
√
在点P处作曲线y=ln x-x2的切线,当切线与直线l:x+y-4=0平行时,点P到直线l的距离最小. 设切点为P(x0,y0)(x0>0),对y=ln x-x2求导得y'=-2x,得切线斜率k=-2x0.由题知-2x0=-1,解得x0=1或x0=-(舍去),所以P(1,-1),此时点P到直线l的距离d==2. 故选D.
(3)函数f(x)=g(x)=kx-3k,若函数f(x)与g(x)的图象有三个交点,则实数k的取值范围为
A.(2-6,0) B.(2-6,0)
C.(-2,0) D.(2-6,0)
√
作出函数f(x)=的图象,如图所示,
设与y=4-x2相切的直线为l,且切点为P(x0,4-),
因为y'=-2x,所以切线的斜率为k=-2x0,则切线方
程为y-4+=-2x0(x-x0),因为g(x)=kx-3k过定点(3,0),且在切线l上,代入切线方程求得x0=3-或x0=3+(舍去),所以切线的斜率为k=2-6,因为函数f(x)与g(x)的图象有三个交点,由图象知,实数k的取值范围为(2-6,0). 故选D.
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随堂评价
返回
1.已知函数f(x)=,则函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程为
A.x+y+1=0 B.x+y-1=0
C.x-y+1=0 D.x-y-1=0
√
因为f(x)=,所以f'(x)=,所以f'(0)=-1,f(0)=1,即函数f(x)的图象在点(0,1)处的切线斜率为-1,所以函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程为y=-x+1,即x+y-1=0. 故选B.
2.已知曲线y=aex+xln x在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则
A.a=e,b=-1 B.a=e,b=1
C.a=e-1,b=1 D.a=e-1,b=-1
√
因为y'=aex+ln x+1,所以切线的斜率k=y'|x=1=ae+1,所以切线方程为y-ae=(ae+1)(x-1),即y=(ae+1)x-1. 因为切线方程为y=2x+b,所以即a=e-1,b=-1. 故选D.
3. 若函数f(x)=aln x-在点(1,f(1))处的切线的斜率为1,则a2+b2的最小值为
A. B.
C. D.
√
由已知f'(x)=+,所以f'(1)=a+b=1,所以a2+b2≥=,当且仅当a=b=时等号成立. 故选A.
4.曲线y=ln x+1在点(1,1)处的切线也是y=ex+a的切线,则a=______.
-1
由y=ln x+1得y'=,则曲线y=ln x+1在点(1,1)处的切线斜率为1,切线方程为y=x. 设直线y=x与曲线y=ex+a相切的切点为(t,et+a),对y=ex+a求导得y'=ex,于是得所以a=-1.
返回
课时分层评价
返回
1.已知函数f(x)=ln x+2x2-4x,则函数f(x)的图象在x=1处的切线方程为
A.x-y+3=0 B.x+y-3=0
C.x-y-3=0 D.x+y+3=0
√
由f(x)=ln x+2x2-4x,得f'(x)=+4x-4,所以f'(1)=1,又f(1)=-2,所以函数f(x)的图象在x=1处的切线方程为y+2=1×(x-1),即x-y-3=0. 故选C.
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2.设曲线y=在点(1,0)处的切线与直线x-ay+1=0垂直,则a等于
A.- B.
C.-2 D.2
√
由题意得,
y'==(x>0),因为曲线在点(1,0)处的切线与直线x-ay+1=0垂直,所以=-a,解得a=-. 故选A.
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3.已知曲线y=ln x的切线过原点,则此切线的斜率为
A.e B.-e
C. D.-
√
设切点坐标为(a,ln a),因为y=ln x(x>0),所以y'=,切线的斜率是,切线的方程为y-ln a=(x-a),将(0,0)代入可得ln a=1,所以a=e,所以切线的斜率是=. 故选C.
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4.若直线y=x+m与曲线y=ex-2n相切,则
A.2m+n为定值 B.m+3n为定值
C.m+n为定值 D.m+2n为定值
√
设直线y=x+m与曲线y=ex-2n切于点(x0,).因为y=ex-2n,所以y'=ex-2n,又直线y=x+m的斜率为1,所以=1,所以x0-2n=0,即x0=2n,所以切点为(2n,1),将切点代入直线方程得1=2n+m,即m+2n为定值. 故选D.
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5.(多选)设点P是曲线y=ex-x+上的任意一点,点P处的切线的倾斜角为α,则角α的取值范围包含区间
A. B.
C. D.∪
√
y=ex-x+的导数为y'=ex-,由ex>0,可得切线的斜率k>-,由tan α>-,可得0≤α<,或<α<π. 故选CD.
√
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6.(多选)已知函数f(x)=与g(x)=ex+1-的图象的公切线为l,则
A.l的斜率大于 B.l在x轴上的截距为-2
C.l的斜率小于 D.l在y轴上的截距为2
√
设切点分别为P,Q(x2,-).因为f'(x)=ex-1,g'(x)=ex+1,所以=,可得x1-1=x2+1,即x1=x2+2,则==,所以x1=0,P(0,),Q,所以公切线l的方程为y-=x,即x-ey+2=0.所以选项B,C正确. 故选BC.
√
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7.若曲线f(x)=x ln x+x在点(1,1)处的切线与直线2x+ay-4=0平行,则a=______.
因为f(x)=x ln x+x(x>0),所以f'(x)=ln x+2,所以f(x)在x=1处的切线斜率k=f'(1)=2. 由条件知-=2,解得a=-1.
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8.已知直线y=k1x与y=k2x(k1>k2)是曲线y=ax+2ln |x|(a∈R)的两条切线,则k1-k2=______.
由题意可知,当x>0时,曲线为y=ax+2ln x,设x1>0,切点为(x1,ax1+2ln x1),则y'=a+,切线方程为y-(ax1+2ln x1)=(a+)(x-x1),若切线过(0,0)时,则-ax1-2ln x1=-ax1-2,解得x1=e,所以过原点的切线斜率为a+. 当x<0时,同理可知,过原点的切线斜率为a-. 所以k1=a+,k2=a-,k1-k2=.
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9.若曲线C1:y=x2与曲线C2:y=(a>0)存在公共切线,则实数a的取值范围为___________.
y=x2在点(m,m2)处的切线斜率为2m,切线方程为y=2mx-m2,y=(a>0)在点en,切线方程为y=enx+en(1-n),如果两个曲线存在公共切线,那么2m=en,-m2=en(1-n),由此得到m=2n-2,则4n-4=en有解,所以函数y=4x-4与y=ex的图象有交点.当直线y=4x-4与函数y=ex的图象相切时,设切点为(s,t),则es=4,且t=4s-4=es,即有切点(2,4),a=,故实数a的取值范围是.
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10.(13分)已知曲线y=x3+4.
(1)求曲线在P(2,12)处的切线方程;
解:y=x3+4的导数为y'=3x2,
则在P(2,12)处的切线斜率为3×4=12.
即有曲线在P(2,12)处的切线方程为y-12=12(x-2),
即为12x-y-12=0.
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(2)求曲线过点P(2,4)的切线方程;
解:设切点为(m,n),则过点P(2,4)的切线斜率为3m2,
即有切线方程为y-n=3m2(x-m),
代入(2,4)可得4-n=3m2(2-m),
又n=m3+4,
解得m=0,n=4或m=3,n=31.
即有切线方程为y-4=0或27x-y-50=0.
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(3)求斜率为1的切线方程.
解:设切点为(s,t),则切线的斜率为3s2=1,即有s=±,
则切点为(,4+),或(-,4-).
则斜率为1的切线方程为x-y+4-=0或x-y+4+=0.
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11.已知y=(x-a)2+(xex-a+1)2(a∈R),则y的最小值为
A. B. C. D.
√
y=(x-a)2+(xex-a+1)2可以理解为点P(x,xex),Q(a,a-1)之间距离的平方,即y=(x-a)2+(xex-a+1)2=|PQ|2,且点P(x,xex)在函数f(x)=xex的图象上,Q(a,a-1)在直线l:y=x-1上,f'(x)=(x+1)ex. 设函数f(x)=xex的图象在点M(x0,y0)处的切线l1与直线l平行,则直线l1的斜率为1,所以f'(x0)=(x0+1)=1,即x0+1=(,又直线y=x+1与曲线y=()x只有一个交点(0,1),则x0=0,故M(0,0),又点M(0,0)到直线l:x-y-1=0的距离d==,所以y的最小值为d2=. 故选C.
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12.(多选)已知函数f(x)=x2-1,g(x)=ln x.下列说法正确的是
A.f(x)与g(x)的图象在点(1,0)处有公切线
B.存在f(x)的图象的某条切线与g(x)的图象的某条切线互相平行
C.f(x)与g(x)的图象有且只有一个交点
D.f(x)与g(x)的图象有且只有两个交点
√
f'(x)=2x,g'(x)=,则f'(1)=2,g'(1)=1,二者不相等,即在点
(1,0)处,f(x)与g(x)的图象的切线斜率不相等,故在点(1,0)处
没有公切线,故A错误;两切线平行即两切线斜率相等,因为
f'(x)=2x∈R,g'(x)∈(0,+∞),故存在x1∈R,x2∈(0,+∞),使f'(x1)=g'(x2). 因此f(x)与g(x)的图象有互相平行的切线,故B正确;在同一平面直角坐标系中,作出f(x),g(x)的图象,如图,观察图象可知C错误,D正确. 故选BD.
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13.已知函数f(x)=xln x,g(x)=ax2-x.若经过点A(1,0)存在一条直线l与曲线y=f(x)和y=g(x)都相切,则实数a=______.
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设直线l与曲线y=f(x)相切于点(x0,y0),因为f(x)=xln x,所以f'(x)=1+ln x,所以f'(x0)=1+ln x0,所以直线l:y-x0ln x0=(1+ln x0)(x-x0),又直线l过点A(1,0),所以-x0ln x0=(1+ln x0)(1-x0),所以1-x0+ln x0=0,解得x0=1,所以y0=0,所以切点为A(1,0),所以曲线y=f(x)在点A(1,0)处的切线方程为y=x-1,由得ax2-2x+1=0,由Δ=4-4a=0,解得a=1.
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14.(17分)已知函数f(x)=x2+x与函数g(x)=ln x+2x.
(1)求曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程;
解:因为f(x)=x2+x,所以f'(x)=2x+1,f'(0)=1.
所以f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.
(2)求曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在公共点处的公切线方程.
解:设曲线y=f(x)与曲线y=g(x)的公切点为P,
因为f(x)=x2+x,g(x)=ln x+2x,所以f'(x)=2x+1,g'(x)=+2,
令f'=g',即2x0+1=+2,
所以x0=1,或x0=-(舍),
所以P(1,2),f'(1)=3,
所以所求公切线方程为y-2=3,即3x-y-1=0.
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15.已知函数f(x)在R上满足f(2-x)-2f(x)=-x2-4x+4,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为
A.6x-y-5=0 B.6x-y+5=0
C.2x-y-1=0 D.2x-y+1=0
√
对f(2-x)-2f(x)=-x2-4x+4两边求导,得(2-x)'·f'(2-x)-2f'(x)=-2x-4,即f'(2-x)+2f'(x)=2x+4,所以f'(2-1)+2f'(1)=2×1+4,因此3f'(1)=6,即f'(1)=2. 又f(2-1)-2f(1)=-12-4×1+4,即f(1)=1,故曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0. 故选C.
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16.(新情境)牛顿法是求方程近似解的一种方法.如图,方程f(x)=0的根就是函数f(x)的零点r,取初始值x0,f(x)的图象在点(x0,f(x0))处的切线与x轴的交点的横坐标为x1,f(x)的图象在点(x1,f(x1))处的切线与x轴的交点的横坐标为x2,一直继续下去,得到x1,x2,…,xn,它们越来越接近r. 设函数f(x)=x2+bx,x0=2,用牛顿法得到x1=,则实数b=
A.1 B. C. D.
f'(x)=2x+b,f'(2)=4+b,f(2)=4+2b,则曲线y=f(x)在(2,f(2))处的切线方程为y-(4+2b)=(4+b)(x-2),由题意得切线过点(,0),代入得-(4+2b)=(4+b)(-2),解得b=. 故选D.
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谢 谢 观 看
重点突破5 曲线的切线问题
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