内容正文:
一题一课 公切线问题
曲线的公切线问题,是导数的重要应用之一.利用导数的几何意义处理双变量,将公切线问题转化为零点问题,主要利用消元与转化,考查构造函数、数形结合能力,培养逻辑推理、数学运算素养.
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母题
人教A版选择性必修第二册P104T13
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.
感悟 母题利用导数的几何意义先求出具体函数y=x+ln x的切线方程,然后再根据直线与二次函数图象相切,采用判别式法,利用相应一元二次方程的根的个数求出参数.假如二次函数图象换成其他曲线,我们又如何处理呢?本题实质上就是研究了两个不同曲线的公切线问题.关于公切线问题,我们可以从以下几个方面探究.
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探究一 共切点的公切线
2x-y-1=0
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探究二 不同切点的公切线
A
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探究三 公切线存在问题
例3 (2026·合肥模拟)已知曲线f(x)=ex+1和g(x)=ln x+a存在一条过坐标原点的公切线,则实数a=________.
3
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探究四 公切线条数问题
2
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【技法点拨】 (1)解决共切点的公切线问题,关键是两曲线的公共切点不但在两条曲线上,而且在公共切点处的切线的斜率是相同的.
(2)解决不共切点的公切线问题的步骤
①设曲线f(x)在点A(x1,f(x1))处的切线为l1,
l1的方程为:y-f(x1)=f′(x1)(x-x1),
化简得:y=f′(x1)x+f(x1)-f′(x1)x1.
②设曲线g(x)在点B(x2,g(x2))处的切线为l2,l2的方程为:y-g(x2)=g′(x2)(x-x2),
化简得:y=g′(x2)x+g(x2)-g′(x2)x2.
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尝试训练
C
1.已知函数f(x)=ex(e为自然对数的底数),g(x)=ln x+2,则曲线f(x)和曲线g(x)的公切线的条数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
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A
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A
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4.(2026·石家庄模拟)若直线y=4x+m是曲线y=x3-nx+13与曲线y=x2+2ln x的公切线,则n-m=________.
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