5.設(shè)a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,f(x0))處切線的傾斜角的取值范圍為[0,
],則P到曲線y=f(x)對(duì)稱軸距離的取值范圍為
A.[0,
]
B.[0,
] C.[0,|
|] D.[0,|
|]
4.曲線
上的點(diǎn)到直線
的最短距離是
( )
![]()
![]()
![]()
0
2.下列求導(dǎo)運(yùn)算正確的是 ( )
3.
,
分別是定義在
上的奇函數(shù)和偶函數(shù),當(dāng)
時(shí),
,且
,則不等式
的解集是( ).
A.(-3,0)∪(3,+∞) B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪(0,3)
1.如果質(zhì)點(diǎn)A按規(guī)律s=2t3運(yùn)動(dòng),則在t=3 s時(shí)的瞬時(shí)加速度為
A.6 B.18 C.24 D.32
6.已知
,函數(shù)
。設(shè)
,記曲線
在點(diǎn)
處的切線為
。
(1)求
的方程;
(2)設(shè)
與
軸交點(diǎn)為
。
證明:①
;
②若
,則![]()
[能力提升]
5.已知拋物線
,過(guò)其上一點(diǎn)
引拋物線的切線
,使
與兩坐標(biāo)軸在第一象限圍成的三角形面積最小,求切線
的方程.
例6.已知拋物線
或
,如果直線
同時(shí)是
和
的切線,則稱
是
和
的公切線,公切線上兩個(gè)切點(diǎn)之間的線段,稱為公切線段。
(1)
取什么值時(shí)
和
有且僅有一條公切線?寫出此公切線的方程;
(2)若
和
有兩條公切線,證明相應(yīng)的兩條公切線段互相平分。
[剖析]分別求曲線
和
的切線方程,由于
和
有且僅有一條公切線,從而列出方程組,求解
的取值,進(jìn)行得到公切線方程;而對(duì)于證明相應(yīng)的兩條公切線段互相平分的問(wèn)題,只需要證明這兩條切線的中點(diǎn)是同一點(diǎn)即可.
[解](1)函數(shù)
的導(dǎo)數(shù)是
,曲線
在點(diǎn)
處的切線方程為:
,即
①
函數(shù)
的導(dǎo)數(shù)是
,曲線
在點(diǎn)
處的切線方程為:
,即
②
如果直線
是過(guò)點(diǎn)
和
的公切線,則①②都是直線
的方程,從而有![]()
消去
得方程
,由
,得
.
此時(shí)
,即點(diǎn)
和
重合.故當(dāng)
時(shí),
和
有且僅有一條公切線,此公切線方程為
.
(2)由(1)知,當(dāng)
時(shí),
和
有兩條公切線.設(shè)其中的一條公切線在
和
上的切點(diǎn)分別為
,
則![]()
即公切線段
的中點(diǎn)是![]()
同理可證,另一條公切線段
的中點(diǎn)也是
,所以公切線段
和
相互平分。
[警示]可以利用導(dǎo)數(shù)求曲線的切線方程,由于函數(shù)
在
處的導(dǎo)數(shù)表示曲線在點(diǎn)
處切線的斜率,因此,曲線
在點(diǎn)
處的切線方程,可按如下方式求得:
第一,求出函數(shù)
在
處的導(dǎo)數(shù),即曲線
在點(diǎn)
處切線的斜率;
第二,在已知切點(diǎn)坐標(biāo)和切線斜率的條件下,求得切線方程
;
如果曲線
在點(diǎn)
的切線平行于
軸(此時(shí)導(dǎo)數(shù)不存在)時(shí),由切線的定義可知,切線的方程為
.
[變式訓(xùn)練]
4.已知曲線C:y=x3-3x2+2x,直線l:y=kx,且直線l與曲線C相切于點(diǎn)(x0,y0)(x0≠0),求直線l的方程及切點(diǎn)坐標(biāo).
例5.在曲線y=x3-x上有兩個(gè)點(diǎn)O(0,0)、A(2,6),求弧OA上點(diǎn)P的坐標(biāo),使△AOP的面積最大.
[剖析]本題主要考查數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想及導(dǎo)數(shù)的幾何意義.由于|OA|是定值,所以若將點(diǎn)P的位置轉(zhuǎn)化到與曲線y=x3-x相切且與OA平行的位置,此時(shí)點(diǎn)P到|OA|的距離最大;也可設(shè)點(diǎn),構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)求最值.
[解]解法一:因?yàn)?i>kOA=3,所以過(guò)弧OA上點(diǎn)P的直線的斜率k′=kOA=3.
所以k′=y′=3x2-1=3.所以3x2=4. 所以x=
或x=-
(舍去).
所以x=
,y=
,即P(
,
).
解法二:設(shè)P(a,a3-a),∵O(0,0)、A(2,6),∴直線OA的方程為3x-y=0.
點(diǎn)P到它的距離為d=
=
|a3-4a|,
∵0<a<2,∴4a>a3.∴d=
(4a-a3).
∵(d)′=
(4-3a2),令4-3a2=0,得a=
或a=-
.
∵0<a<2,∴x=a=
時(shí)取最大值,此時(shí)y=(
)3-
=
.
∴P(
,
).
[警示]利用導(dǎo)數(shù)求曲線的切線方程,幾乎是新課程高考每年必考的內(nèi)容,既有可能出現(xiàn)在選擇、填空題中,也有可能出現(xiàn)在解答題中. 在這類問(wèn)題中,導(dǎo)數(shù)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)是求出其切線的斜率,這類問(wèn)題的核心部分是考查函數(shù)的思想方法與解析幾何的基本思想。
[變式訓(xùn)練]
3.設(shè)
,且
,求實(shí)數(shù)
的值。
例4.已知曲線
.
(1)
求曲線在點(diǎn)
處的切線方程;
(2)求曲線過(guò)點(diǎn)
的切線方程。
[剖析]“該曲線過(guò)點(diǎn)
的切線”與“該曲線在點(diǎn)
處的切線方程”是有區(qū)別的:過(guò)點(diǎn)
的切線中,點(diǎn)
不一定是切點(diǎn);在點(diǎn)
處的切線中,點(diǎn)
是切點(diǎn)。
[解](1)所求切線的斜率為
,故所求的曲線的切線方程為
即![]()
(2)設(shè)曲線
與過(guò)點(diǎn)
的切線相切于點(diǎn)
,則切線的斜率為
,切線方程為
,因?yàn)辄c(diǎn)
在切線上,所以
,解得
或
,故所求的切線的方程為:
或![]()
[警示](1)求函數(shù)
圖象上點(diǎn)
處的切線方程的關(guān)鍵在于確定該點(diǎn)切線處的斜率
,由導(dǎo)數(shù)的幾何意義知
,故當(dāng)
存在時(shí),切線方程為
求曲線的切線要注意“過(guò)點(diǎn)
的切線”與“點(diǎn)
處的切線”的差異.過(guò)點(diǎn)
的切線中,點(diǎn)
不一定是切點(diǎn),點(diǎn)
也不一定在已知曲線上;點(diǎn)
處的切線,點(diǎn)
是切點(diǎn)。
(2)要準(zhǔn)確理解曲線切線的概念,①如直線與曲線公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)不是切線的本質(zhì)特征,一方面,直線與曲線只有一個(gè)公共點(diǎn) 直線是曲線的切線,例如:拋物線的對(duì)稱軸與其拋物線有且僅有一個(gè)交點(diǎn),但對(duì)稱軸不是拋物線的切線;另一方面,直線是曲線的切線 直線與曲線有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),例如本題中曲線與其切線
有兩個(gè)公共點(diǎn)
,又如曲線
與其切線
有無(wú)數(shù)個(gè)公共點(diǎn)!②曲線未必在其切線的“同側(cè)”,例如直線
雖然“穿過(guò)”曲線
,但它卻是曲線
在點(diǎn)(0,0)處的切線。
(3)要深入體會(huì)切線定義中的運(yùn)動(dòng)變化思想:①兩個(gè)不同的公共點(diǎn)
兩公共點(diǎn)無(wú)限接近
兩公共點(diǎn)重合(切點(diǎn));②割線
切線。
[變式訓(xùn)練]
2.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
(1)
;(2)
;(3)
;
(4)
;
(5)
;
(6)![]()
例3.已知函數(shù)
在
處的導(dǎo)數(shù)值與函數(shù)值互為相反數(shù),求
的值。
[剖析]可先求出函數(shù)
的導(dǎo)函數(shù),然后根據(jù)條件建立關(guān)于
的方程進(jìn)行求解.
[解]由于
,所以
,又
,![]()
依題意得
,即
,
,得
。
[警示]
導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的前提,因步應(yīng)熟練掌握導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則以及常見(jiàn)函數(shù)的求導(dǎo)公式,近幾年的高考試題中,對(duì)于
等函數(shù)導(dǎo)數(shù)的考查較為頻繁,因此應(yīng)掌握與這兩個(gè)函數(shù)有關(guān)的導(dǎo)數(shù)運(yùn)算.
[變式訓(xùn)練]
1.(1)已知函數(shù)
在
處可導(dǎo),且
,求
;
(2)設(shè)
求
的值。
例2.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
(1)
(2)
(3)![]()
(4)
(5)
(6)![]()
[剖析]本題不要考查導(dǎo)數(shù)的有關(guān)計(jì)算,助借于導(dǎo)數(shù)的計(jì)算公式及常見(jiàn)的初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù),可以容易求得。
[解](1) 解法一:
,
![]()
解法二:![]()
![]()
(2) ![]()
![]()
(3)
,![]()
(4) ![]()
(5)
.
(6)![]()
![]()
[警示]復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)過(guò)程就是對(duì)復(fù)合函數(shù)由外層逐層向里求層.每次求導(dǎo)都針對(duì)最外層,直到求到最里層為止.所謂最里層是指已經(jīng)可以直接引用基本導(dǎo)數(shù)公式進(jìn)行求導(dǎo)的.
(2)求導(dǎo)時(shí),先化簡(jiǎn)再求導(dǎo)是運(yùn)算的基本方法,這樣可以減少計(jì)算量.一般說(shuō)來(lái),分式函數(shù)求導(dǎo),要先觀察函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征,可否化為整式函數(shù)或較為簡(jiǎn)單的分式函數(shù);對(duì)數(shù)函數(shù)的求導(dǎo),可先化為和、差的形式;三角函數(shù)的求導(dǎo),先利用三角函數(shù)公式轉(zhuǎn)化為和或差的形式.
[變式訓(xùn)練]
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