三次函数切线斜率
高考中三次函数图象的切线问题
浙江奉化奉港中学 罗永高 程雪飞 315500
三次函数的切线蕴含着许多美妙的性质,用导数方法探求切线的性质,为分析问题和解决问题提供了新的视角、新的方法,不仅方便实用,而且三次函数的切线性质变得十分明朗.纵览近几年高考数学试题,三次函数的切线问题频频出现,本文给出三次函数切线的三个基本问题.
一、已知斜率为
与三次函数图象相切的切线
三次函数
1、
,斜率
时,有且只有一条切线;
时,有两条不同的切线;
时,没有切线;
2、
,斜率
时,有且只有一...
高考中三次函数图象的切线问题
浙江奉化奉港中学 罗永高 程雪飞 315500
三次函数的切线蕴含着许多美妙的性质,用导数方法探求切线的性质,为分析问题和解决问题提供了新的视角、新的方法,不仅方便实用,而且三次函数的切线性质变得十分明朗.纵览近几年高考数学试题,三次函数的切线问题频频出现,本文给出三次函数切线的三个基本问题.
一、已知斜率为
与三次函数图象相切的切线
三次函数
1、
,斜率
时,有且只有一条切线;
时,有两条不同的切线;
时,没有切线;
2、
,斜率
时,有且只有一条切线;
时,有两条不同的切线;
时,没有切线;
证明
1、
当
时,
当
时,方程
有两个相同解,
所以斜率为
的切线有且只有一条;其方程为:
当
时,方程
,有两个不同的解
,且
=-
,即存在两个不同的切点
,且两个切点关于三次函数图象对称中心对称。所以斜率为
的切线有两条。
当
时,方程
无实根,所以斜率为
的切线不存在。
2、
时,读者自己证明。
二、过三次函数图象上一点的切线
设点P为三次函数
图象上任一点,则过点P一定有直线与
的图象相切。若点P为三次函数图象的对称中心,则过点P有且只有一条切线;若点P不是三次函数图象的对称中心,则过点P有两条不同的切线。
证明 设
过点P的切线可以分为两类。
1 P为切点
切线方程为:
2 P不是切点,过P点作
图象的切线,切于另一点Q(
)
EMBED Equation.3
又
(1)
EMBED Equation.3
即
代入(1)式
得
讨论:当
时,
EMBED Equation.3
,也就是说,
当
时,两切线重合,所以过点P有且只有一条切线。
当
时,
,所以过点P有两条不同的切线。
其切线方程为:
由上可得下面结论:
过三次函数
上异于对称中心的任一点
作
图象的切线,切于另一点
,过
作
图象的切线切于
,如此继续,得到点列
----
----,则
,且当
时,点趋近三次函数图象的对称中心。
证明 设过
与
图象切于点
的切线为
,
又
=
即
设
则
数列
是公比为
的等比数列,
即
。
三、过三次函数图象外一点的切线
设点
为三次函数
图象外
1点, 则过点
一定有直线与
图象相切。
(1) 若
则过点
恰有一条切线;
(2) 若
且
EMBED Equation.3 ,则过点
恰有一条切线;
(3) 若
且
=0,则过点
有两条不同的切线;
(4)若
且
EMBED Equation.3 ,则过点
有三条不同的切线。
其中
证明 设过点
作直线与
图象相切于点
则切线方程为
把点
代入得:
,
设
EMBED Equation.3
令
则
因为
恰有一个实根的充要条件是曲线
与
轴只相交一次,即
在
上为单调函数或两极值同号,所以
或
且
EMBED Equation.3 时,过点
恰有一条切线。
有两个不同实根的充要条件是曲线
与
轴有两个公共点且其中之一为切点,所以
且
=0时,过点
有两条不同的切线。
有三个不同实根的充要条件是曲线
与
轴有三个公共点,即
有一个极大值,一个极小值,且两极值异号。所以
且
EMBED Equation.3 时,过点
有三条不同的切线。
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1
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