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高考数学导数满分通关曲线的切线方程

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高考数学导数满分通关曲线的切线方程专题02曲线的切线方程考点一求切线的方程【方法总结】求曲线切线方程的步骤求曲线在点,处的切线方程的步骤(1)P(x0y0)第一步,求出函数=在点=处的导数值,即曲线=在点,处切线的斜率;yf(x)xx0f′(x0)yf(x)P(x0f(x0))第二步,由点斜式方程求得切线方程为-=-.yf(x0)f′(x0)·(xx0)求曲线过点,的切线方程的步骤(2)P(x0y0)第一步,设出切点坐标,;P′(x1f(x1))第二步,写出过,的切线方程为-=-;P′(x1f(x1))yf(x1)f′(x1)(xx1)第三步,将点...

高考数学导数满分通关曲线的切线方程
专题02曲线的切线方程考点一求切线的方程【方法总结】求曲线切线方程的步骤求曲线在点,处的切线方程的步骤(1)P(x0y0)第一步,求出函数=在点=处的导数值,即曲线=在点,处切线的斜率;yf(x)xx0f′(x0)yf(x)P(x0f(x0))第二步,由点斜式方程求得切线方程为-=-.yf(x0)f′(x0)·(xx0)求曲线过点,的切线方程的步骤(2)P(x0y0)第一步,设出切点坐标,;P′(x1f(x1))第二步,写出过,的切线方程为-=-;P′(x1f(x1))yf(x1)f′(x1)(xx1)第三步,将点的坐标,代入切线方程,求出;P(x0y0)x1第四步,将的值代入方程-=-可得过点,的切线方程.x1yf(x1)f′(x1)(xx1)P(x0y0)注意:在求曲线的切线方程时,注意两个“说法”:求曲线在点P处的切线方程和求曲线过点P的切线方程,在点P处的切线,一定是以点P为切点,过点P的切线,不论点P在不在曲线上,点P不一定是切点.【例题选讲】2x-1[例1](1)(2021·全国甲)曲线y=在点(-1,-3)处的切线方程为________.x+22x-12(x+2)-(2x-1)55答案5x-y+2=0解析y′=′==,所以y′|==5,所x+2(x+2)2(x+2)2x=-1(-1+2)2以切线方程为y+3=5(x+1),即5x-y+2=0.(2)(2020·全国Ⅰ)函数f(x)=x4-2x3的图象在点(1,f(1))处的切线方程为()A.y=-2x-1B.y=-2x+1C.y=2x-3D.y=2x+1答案B解析f(1)=1-2=-1,切点坐标为(1,-1),f′(x)=4x3-6x2,所以切线的斜率为k=f′(1)=4×13-6×12=-2,切线方程为y+1=-2(x-1),即y=-2x+1.(3)(2018·全国Ⅰ)设函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax.若f(x)为奇函数,则曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为()A.y=-2xB.y=-xC.y=2xD.y=x答案D解析法一因为函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax为奇函数,所以f(-x)=-f(x),所以(-x)3+(a-1)(-x)2+a(-x)=-[x3+(a-1)x2+ax],所以2(a-1)x2=0.因为x∈R,所以a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D.法二因为函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax为奇函数,所以f(-1)+f(1)=0,所以-1+a-1-a+(1+a-1+a)=0,解得a=1,此时f(x)=x3+x(经检验,f(x)为奇函数),所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D.法三易知f(x)=x3+(a-1)x2+ax=x[x2+(a-1)x+a],因为f(x)为奇函数,所以函数g(x)=x2+(a-1)x+a为偶函数,所以a-1=0,解得a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为y=x.故选D.(4)(2020·全国Ⅰ)曲线y=lnx+x+1的一条切线的斜率为2,则该切线的方程为________.1答案2x-y=0解析设切点坐标为(x,y),因为y=lnx+x+1,所以y′=+1,所以切线的斜率00x1为+=,解得=.所以=++=,即切点坐标为,,所以切线方程为-=-,12x01y0ln1112(12)y22(x1)x0即2x-y=0.(5)已知函数f(x)=xlnx,若直线l过点(0,-1),并且与曲线y=f(x)相切,则直线l的方程为.答案--=解析∵点,-不在曲线=上,∴设切点为,.又∵=+xy10(01)f(x)xlnx(x0y0)f′(x)1lny=xlnx,000x,∴直线l的方程为y+1=(1+lnx)x.∴由解得x=1,y=0.∴直线l的方程为0+=+,00y01(1lnx0)x0y=x-1,即x-y-1=0.(6)(2021·新高考Ⅰ)若过点(a,b)可以作曲线y=ex的两条切线,则()A.eb0)处的切线与直线x-y-2=0平行,则y|=000x=x0112x=2x-=1.∴x=1,y=1,则P(1,1),则曲线y=x2-lnx上的点到直线x-y-2=0的xx0x00x0|1-1-2|最短距离d==2.12+(-1)2【对点训练】21.设点P是曲线y=x3-+上的任意一点,则曲线在点处切线的倾斜角的取值范围为3x3Pα()π5π2ππ2ππ5π.0,∪,.,.0,∪,.,A26πB3πC23πD26π2π.答案解析=2-,∴-,∴-,又∈,,故∈0,∪,,故1Cy′3x3y′≥3tanα≥3α[0π)α23π选C.12.函数f(x)=ex+在=处的切线方程为.xx112.答案y=(e-1)x+2解析f′(x)=ex-,∴f′(1)=e-1,又f(1)=e+1,∴切点为(1,e+1),切x2线斜率k=f′(1)=e-1,即切线方程为y-(e+1)=(e-1)(x-1),即y=(e-1)x+2.3.(2019·全国Ⅰ)曲线y=3(x2+x)ex在点(0,0)处的切线方程为________.3.答案y=3x解析y′=3(2x+1)ex+3(x2+x)ex=3ex(x2+3x+1),所以曲线在点(0,0)处的切线的斜率k=e0×3=3,所以所求切线方程为y=3x.1-2lnx4.曲线f(x)=在点,处的切线的方程为xP(1f(1))l()A.x+y-2=0B.2x+y-3=0C.3x+y+2=0D.3x+y-4=01-2lnx-3+2lnx4.答案D解析因为f(x)=,所以f′(x)=.又f(1)=1,且f′(1)=-3,故所求切线方xx2程为y-1=-3(x-1),即3x+y-4=0.5.(2019·全国Ⅱ)曲线y=2sinx+cosx在点(π,-1)处的切线方程为()A.x-y-π-1=0B.2x-y-2π-1=0C.2x+y-2π+1=0D.x+y-π+1=05.答案C解析设y=f(x)=2sinx+cosx,则f′(x)=2cosx-sinx,∴f′(π)=-2,∴曲线在点(π,-1)处的切线方程为y-(-1)=-2(x-π),即2x+y-2π+1=0.故选C.x6.(2019·天津)曲线y=cosx-在点,处的切线方程为.2(01)________1116.答案y=-x+1解析y′=-sinx-,将=代入,可得切线斜率为-.所以切线方程为-22x02y111=-x,即y=-x+1.22a7.已知f(x)=xex+为奇函数(其中e是自然对数的底数),则曲线y=f(x)在x=0处的切线方程为.exa17.答案2x-y=0解析∵f(x)为奇函数,∴f(-1)+f(1)=0,即e+--=,解得=,=eeae0a1f(x)111xex+,∴f′(x)=ex++xex-,∴曲线y=f(x)在x=0处的切线的斜率为2,又f(0)=0,∴曲线exexexy=f(x)在x=0处的切线的方程为2x-y=0.188.已知曲线y=x3上一点2,,则过点的切线方程为.3P3P________118.答案3x-3y+2=0或12x-3y-16=0解析设切点坐标为x,x3,由y′=x3′=x2,得y′|x=x0303018x3-8303=x2,即过点P的切线的斜率为x2,又切线过点P2,,若x≠2,则x2=,解得x=-1,此时00300-0x0288切线的斜率为1;若x=2,则切线的斜率为4.故所求的切线方程是y-=x-2或y-=4(x-2),即0333x-3y+2=0或12x-3y-16=0.9.已知函数f(x)=xlnx,若直线l过点(0,-1),并且与曲线y=f(x)相切,则直线l的方程为..答案--=解析∵点,-不在曲线=上,∴设切点为,.又∵=+9xy10(01)f(x)xlnx(x0y0)f′(x)1y=xlnx,000lnx,∴直线l的方程为y+1=(1+lnx)x.∴由解得x=1,y=0.∴直线l的方0+=+,00y01(1lnx0)x0程为y=x-1,即x-y-1=0.1.设函数=2-+,曲线在,处的切线方程是10f(x)f′2x2xf(1)lnxf(x)(1f(1))()A.5x-y-4=0B.3x-y-2=0C.x-y=0D.x=111f(1)11110.答案A解析因为f(x)=f′x2-+,所以=x-2+.令=得=22xf(1)lnxf′(x)2f′2xx2f′22f′21111×-+,即=.又=-,所以=,所以=-+=-+=.所222f(1)f(1)1f(1)f′22f′23f′(1)2f′22f(1)6215以曲线在点(1,f(1))处的切线方程为y-1=5(x-1),即5x-y-4=0.11.我国魏晋时期的科学家刘徽创立了“割圆术”,实施“以直代曲”的近似计算,用正n边形进行“内外夹逼”的办法求出了圆周率π的精度较高的近似值,这是我国最优秀的传统科学文化之一.借用“以直代曲”的近似计算方法,在切点附近,可以用函数图象的切线近似代替在切点附近的曲线来近似计算.设f(x)=ln(1+x),则曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为________,用此结论计算ln2022-ln2021≈________.1111.答案y=x解析函数f(x)=ln(1+x),则f′(x)=,f′(0)=1,f(0)=0,∴切线方程为y=x.∴20211+x111ln2022-ln2021=ln1+=,根据以直代曲,=也非常接近切点=.∴可以将2021f2021x2021x0x1111=代入切线近似代替,即≈.2021f2021f2021202112.曲线f(x)=x+lnx在点(1,1)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为()311A.2B...2C2D4112.答案D解析f′(x)=1+,则=,故曲线=+在点,处的切线方程为-=xf′(1)2f(x)xlnx(11)y12(x1-,即=-,此切线与两坐标轴的交点坐标分别为,-,,,则切线与坐标轴围成的三1)y2x1(01)20111角形的面积为×1×=,故选.224D1413.已知曲线y=x3+.33(1)求曲线在点P(2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P(2,4)的切线方程.1413.解析(1)∵P(2,4)在曲线y=x3+上,且=2,33y′x∴在点P(2,4)处的切线的斜率为y′|=4.x=2∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.1414(2)设曲线y=x3+与过点P(2,4)的切线相切于点Ax,x3+,则切线的斜率为y′|x=x=x2.330303001424∴切线方程为y-x3+=x2(x-x),即y=x2·x-x3+.30300030324∵点P(2,4)在切线上,∴4=2x2-x3+,即x3-3x2+4=0,∴x3+x2-4x2+4=0,030300000∴2+-+-=,∴+-2=,解得=-或=,x0(x01)4(x01)(x01)0(x01)(x02)0x01x02故所求的切线方程为x-y+2=0或4x-y-4=0.b14.设函数f(x)=ax-,曲线=在点,处的切线方程为--=.xyf(x)(2f(2))7x4y120(1)求f(x)的解析式;(2)证明曲线f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形面积为定值,并求此定值.714.解析(1)方程7x-4y-12=0可化为y=x-3,4b12a-=,1b22a=1,3当x=2时,y=.又f′(x)=a+,于是解得故f(x)=x-.2x2b7b=3.xa+=,44设,为曲线上任一点,(2)P(x0y0)33由y′=1+知曲线在点P(x,y)处的切线方程为y-y=1+(x-x),200020xx0336即y-x-=1+(x-x).令x=0,得y=-,0xx2000x06从而得切线与直线x=0的交点坐标为0,-.x0令=,得==,从而得切线与直线=的交点坐标为,.yxyx2x0yx(2x02x0)16所以点P(x,y)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形的面积为S=-|2x|=6.0002x0故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形面积为定值,且此定值为6.15.(2021·全国乙)已知函数f(x)=x3-x2+ax+1.(1)讨论f(x)的单调性;(2)求曲线y=f(x)过坐标原点的切线与曲线y=f(x)的公共点的坐标.15.解析(1)由题意知f(x)的定义域为R,f′(x)=3x2-2x+a,对于f′(x)=0,Δ=(-2)2-4×3a=4(1-3a).1①当时,,在上恒成立,所以在上单调递增;a≥3Δ≤0f′(x)≥0Rf(x)R11-1-3a1+1-3a②当a<时,令f′(x)=0,即3x2-2x+a=0,解得x=,x=,31323令,则或;令,则.f′(x)>0xx2f′(x)<0x104xxx4x2取“=”.∴a≥4-2=2.∴a的取值范围是[2,+∞).(3)设函数f(x)=alnx+bx3的图象在点(1,-1)处的切线经过点(0,1),则a+b的值为.f(1)=-1,ab=-1,a=1,答案0解析依题意得f′(x)=+3bx2,于是有1+1即解得xf′(1)=,a+3b=-2,b=-1,0-1所以a+b=0.(4)(2019·全国Ⅰ)已知曲线y=aex+xlnx在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则()A.a=e,b=-1B.a=e,b=1C.a=e-1,b=1D.a=e-1,b=-1答案D解析因为y′=aex+lnx+1,所以y′|=ae+1,所以曲线在点(1,ae)处的切线方程为y-x=1ae+1=2,a=e-1,ae=(ae+1)(x-1),即y=(ae+1)x-1,所以解得b=-1,b=-1.x+1a(5)设曲线y=在点(1,-2)处的切线与直线ax+by+c=0垂直,则=()x-2b11A..-..-3B3C3D3-3答案B解析由题可得y′=,所以曲线在点(1,-2)处的切线的斜率为-3.因为切线与(x-2)2aa1直线++=垂直,所以--=-,解得=-,故选.axbyc03·b1b3B(6)已知直线y=kx-2与曲线y=xlnx相切,则实数k的值为________.答案1+ln2解析设切点为(m,mlnm),y′=1+lnx,y′|=1+lnm,∴y-mlnm=(1+lnm)(x-x=m1+lnm=k,m),即y=(1+lnm)x-m,又y=kx-2,∴即k=1+ln2.m=2,a(7)已知函数f(x)=x+,若曲线=存在两条过,点的切线,则的取值范围是.2xyf(x)(10)aaa答案(-∞,-2)∪(0,+∞)解析f′(x)=1-,设切点坐标为x,x+,∴切线的斜率k=f′(x)20002x2x0aaaaa=1-,∴切线方程为y-x+=1-(x-x),又切线过点(1,0),即-x+=1-(1-202x2x2002x2x22x00000,整理得2+-=,∵曲线存在两条切线,故该方程有两个解,∴=2--,解得x0)2x02ax0a0Δ4a8(a)>0a>0或a<-2.(8)关于x的方程2|x+a|=ex有3个不同的实数解,则实数a的取值范围为________.答案(1-ln2,+∞)解析由题意,临界情况为y=2(x+a)与y=ex相切的情况,y′=ex=2,则x=ln2,所以切点坐标为(ln2,2),则此时a=1-ln2,所以只要y=2|x+a|图象向左移动,都会产生3个交点,所以a>1-ln2,即a∈(1-ln2,+∞).【对点训练】1.若曲线y=xlnx在x=1与x=t处的切线互相垂直,则正数t的值为________.1.答案e-2解析因为y′=lnx+1,所以(ln1+1)(lnt+1)=-1,∴lnt=-2,t=e-2.2.设曲线y=eax-ln(x+1)在x=0处的切线方程为2x-y+1=0,则a=()A.0B.1C.2D.312.答案D解析∵y=eax-ln(x+1),∴y′=aeax-,∴当x=0时,y′=a-1.∵曲线y=eax-ln(xx+1+1)在x=0处的切线方程为2x-y+1=0,∴a-1=2,即a=3.故选D.3.若曲线f(x)=x3-x+3在点P处的切线平行于直线y=2x-1,则P点的坐标为()A.(1,3)B.(-1,3)C.(1,3)或(-1,3)D.(1,-3)3.答案C解析f′(x)=3x2-1,令f′(x)=2,则3x2-1=2,解得x=1或x=-1,∴P(1,3)或(-1,3),经检验点(1,3),(-1,3)均不在直线y=2x-1上,故选C.4.函数f(x)=lnx+ax的图象存在与直线2x-y=0平行的切线,则实数a的取值范围是.14.答案(-∞,2)解析由题意知f′(x)=2在(0,+∞)上有解.所以f′(x)=+=在,+上有解,xa2(0∞)11则=-.因为>,所以-<,所以的取值范围是-,.a2xx02x2a(∞2)5.已知函数f(x)=xcosx+asinx在x=0处的切线与直线3x-y+1=0平行,则实数a的值为.5.答案2解析f′(x)=cosx+x·(-sinx)+acosx=(1+a)cosx-xsinx,∴f′(0)=1+a=3,∴a=2.6.已知函数f(x)=x3+ax+b的图象在点(1,f(1))处的切线方程为2x-y-5=0,则a=________;b=________.f(1)=1+a+b=2×1-5,6.答案-1-3解析由题意得f′(x)=3x2+a,则由切线方程得解得a=f′(1)=3+a=2,-1,b=-3.37.若函数f(x)=ax-的图象在点,处的切线过点,,则=.x(1f(1))(24)a________37.答案2解析f′(x)=a+,f′(1)=a+3,f(1)=a-3,故f(x)的图象在点(1,a-3)处的切线方程为yx2-(a-3)=(a+3)(x-1),又切线过点(2,4),所以4-(a-3)=a+3,解得a=2.8.若曲线y=ex在x=0处的切线也是曲线y=lnx+b的切线,则b=()A.-1B.1C.2D.e8.答案C解析y=ex的导数为y′=ex,则曲线y=ex在x=0处的切线斜率k=1,则曲线y=ex在x1=处的切线方程为-=,即=+.设=+与=+相切的切点为,+.又=,0y1xyx1yx1ylnxb(mm1)y′x1则=,解得=.所以切点坐标为,,则=+,得=.m1m1(12)2bln1b21.曲线=+x在点,处的切线与轴交于点-,,则=;9y(ax1)e(01)x20a9.答案1解析y′=ex(ax+1+a),所以y′|=1+a,则曲线y=(ax+1)ex在(0,1)处的切线方程为yx=011=++,又切线与轴的交点为-,,所以=+-+,解得=.(1a)x1x200(1a)×21a110.过点M(-1,0)引曲线C:y=2x3+ax+a的两条切线,这两条切线与y轴分别交于A、B两点,若|MA|=|MB|,则a=.272t3+at+a10.答案-解析设切点坐标为(t,2t3+at+a),∵y′=6x2+a,∴6t2+a=,即4t3+6t24t+133=,解得=或=-,∵=,∴两切线的斜率互为相反数,即+-2=,解得0t0t2|MA||MB|2a6×20a27=-.411.已知曲线C:f(x)=x3-3x,直线l:y=ax-3a,则a=6是直线l与曲线C相切的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件11.答案A解析因为曲线C:f(x)=x3-3x,所以f′(x)=3x2-3.设直线l与曲线C相切,且切点的横3x=-,3x2-3=a,x=3,0200坐标为,则切线方程为=2--3,所以解得或所x0y(3x03)x2x02x3=3a,a=630a=-,4以a=6是直线l与曲线C相切的充分不必要条件,故选A.112.已知点M是曲线y=x3-2++上任意一点,曲线在处的切线为,求:32x3x1Ml(1)斜率最小的切线方程;(2)切线l的倾斜角α的取值范围.512.解析(1)y′=x2-4x+3=(x-2)2-1≥-1,∴当x=2时,y′=-1,y=,min355∴斜率最小的切线过点2,,斜率=-,∴切线方程为-=--,即+-=.3k1y31×(x2)3x3y110π3π由得-,∴-,又∵∈,,∴∈0,∪,.(2)(1)k≥1tanα≥1α[0π)α24ππ3π故的取值范围为0,∪,.α24π13.已知函数f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x+b(a,b∈R).(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率为-3,求a,b的值;(2)若曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,求a的取值范围.13.解析f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2).f(0)=b=0,(1)由题意得解得b=0,a=-3或a=1.f′(0)=-a(a+2)=-3,(2)因为曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,所以关于x的方程f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2)=0有两个不相等的实数根,1所以=-2++,即2++,所以-.Δ4(1a)12a(a2)>04a4a1>0a≠211所以的取值范围为-,-∪-,+.a∞22∞114.已知函数f(x)=x3-2+∈的图象为曲线.32x3x(xR)C(1)求在曲线C上任意一点切线斜率的取值范围;(2)若在曲线C上存在两条相互垂直的切线,求其中一条切线与曲线C的切点的横坐标的取值范围.14.解析(1)由题意得f′(x)=x2-4x+3,则f′(x)=(x-2)2-1≥-1,即曲线C上任意一点处的切线斜率的取值范围是[-1,+∞).(2)设曲线C的其中一条切线的斜率为k(k≠0),k≥-1,则由题意并结合(1)中结论可知1,解得-1≤k<0或k≥1,-≥-1k则-1≤x2-4x+3<0或x2-4x+3≥1,解得x∈(-∞,2-2]∪(1,3)∪[2+2,+∞).
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百里登峰
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上传时间:2023-10-12
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