文档内容
4.1 切线方程(精讲)(提升版)
思维导图考点呈现
例题剖析
考点一 斜率和倾斜角
【例1-1】(2022·江苏淮安)已知函数 在 处的切线斜率为 ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得 ,则 ,
,而 ,故 , ,故选:D
【例1-2】(2022·重庆一中)已知偶函数 ,当 时, ,则 的图象在点
处的切线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】 当 时, , ,解得: ,
当 时, ;当 时, , ,
又 为偶函数, ,即 时, ,
则 , .故选:A.
【一隅三反】
1.(2022·辽宁)已知曲线 在点 处的切线与直线 垂直,则实数a的
值为______.
【答案】
【解析】由题得 ,所以 ,所以曲线 在点 处的切线斜率为3,
又曲线在点 处的切线与直线 垂直,所以 ,解得 .故答案为: .
2.(2022·湖南·长沙县第一中学模拟预测)函数 的图象在 处的切线对应的倾斜角
为 ,则sin2 =( )
A. B.± C. D.±
【答案】C
【解析】因为 所以
当 时, ,此时 ,∴ .
故选:C.
3.(2022·湖南)已知P是曲线 上的一动点,曲线C在P点处的切线的倾斜角为
,若 ,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】因为 ,所以 ,
因为曲线在M处的切线的倾斜角 ,所以 对于任意的 恒成立,
即 对任意 恒成立,即 ,又 ,当且仅当 ,
即 时,等号成立,故 ,所以a的取值范围是 .故选:D.
考点二 “在型”的切线方程
【例2-1】(2022·广西)曲线 在点 处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵ ∴ ,所以 ,
又当 时, , 所以 在点 处的切线方程为: ,即
.
故选:A.
【例2-2】(2022·广西·贵港市)已知曲线 在点 处的切线方程为 ,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】 , ,∴ ,∴ .将 代入
得 ,∴ .故选:C.
【一隅三反】
1.(2022·河南)已知函数 的图象经过坐标原点,则曲线 在点 处的切线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为函数 的图象经过坐标原点,所以 ,所以 ,
所以 所以 .因为 ,所以 .所以所求切线方程为
,即 .故选:A.
2.(2022·安徽)已知 为奇函数,且当 时 ,则曲线 在点
处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】当 时, ,则 ,
所以 ,又 ,故切线方程为 ,即 .故选:A
3.(2022·安徽·巢湖市)曲线 在点 处的切线方程为 ,则 的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】由切点 在曲线上,得 ①;由切点 在切线上,得 ②;对曲线求导得 ,∴ ,即 ③,联立①②③ ,解之得
故选:A.
4.(2022·湖北·武汉二中模拟预测)已知函数 ,直线 是曲线 的一条切线,
则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设切点为 , ,
曲线 在切点 处的切线方程为 ,
整理得 ,所以 .
令 ,则 .
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增.故 ,
则 的取值范围是 .故选:C.
考点三 “过型”的切线方程【例3】(2022·河南洛阳)已知函数 ,则曲线 过坐标原点的切线方程为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设切点为 , ,则切线斜率为 ,
所以,所求切线方程为 ,
将原点坐标代入所求切线方程可得 ,即 ,解得 ,
因此,所求切线方程为 .故选:C.
【一隅三反】
1.(2022·广东·新会陈经纶中学)(多选)已知曲线 .则曲线过点P(1,3)的切线方程为.
( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】设切点为 ,则 ,所以 ,
所以切线方程为 ,
因为切线过点(1,3),所以 ,即 ,即 ,
解得 或 ,所以切线方程为 或 ,故选:AB
2(2022·北京·汇文中学) 过点 的切线方程是__________.
【答案】 或
【解析】由题,设切点为 , ,所以,切线方程为:因为点 在切线上,所以, ,即 ,解得 或 .
所以,当 时,切线方程为: ;当 时,切线方程为: ;
综上,所求切线方程为: 或 故答案为: 或
3.(2022·四川·广安二中)函数 过点 的切线方程为
【答案】 或
【解析】由题设 ,若切点为 ,则 ,
所以切线方程为 ,又切线过 ,
则 ,可得 或 ,当 时,切线为 ;当 时,切线为 ,
整理得 .故选:C
考点四 切线或切点数量问题
【例4-1】(2022·河南洛阳)若过点 作曲线 的切线,则这样的切线共有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【答案】C
【解析】设切点为 ,由 ,所以 ,所以 ,
所以切线方程为 ,即 ,因为切线过点 ,
所以 ,解得 或 ,所以过点 作曲线 的切线可以作2条,故选:C
【例4-2】(2022·全国·高三专题练习)若过点 可以作曲线 的两条切线,则( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】
设切点坐标为 ,由于 ,因此切线方程为 ,又切线过点 ,则
, ,
设 ,函数定义域是 ,则直线 与曲线 有两个不同的交点,
,
当 时, 恒成立, 在定义域内单调递增,不合题意;当 时, 时, ,
单调递减, 时, , 单调递增,所以 ,结合图像知
,即 .故选:D.
【一隅三反】
1.(2022·河南洛阳)若过点 作曲线 的切线,则这样的切线共有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【答案】C
【解析】设切点为 ,由 ,所以 ,所以 ,
所以切线方程为 ,即 ,因为切线过点 ,所以 ,解得 或 ,所以过点 作曲线 的切线可以作2条,故选:C
2.(2022·湖北·宜城市第一中学)若过点 可以作曲线 的两条切线,则( )
A. B.
C. D. 且
【答案】D
【解析】作出 的图象,由图可知,
若过点 可以作曲线 的两条切线,点 应在曲线外,
设切点为 ,所以 , ,
所以切线斜率为 ,
整理得 ,即方程在 上有两个不同的解,
所以 , ,所以 且 .故选:D.
3.(2022·河南洛阳)若过点 可作出曲线 的三条切线,则实数 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知,曲线 ,即令 ,则 ,
设切点为 ,切线方程的斜率为 ,
所以切线方程为: ,将点 代入方程得: ,整理得 ,
设函数 ,过点 可作出曲线 的三条切线,
可知两个函数图像 与 有三个不同的交点,
又因为 ,由 ,可得 或 ,
所以函数 在 , 上单调递减,在 上单调递增,
所以函数 的极大值为 ,函数 的极小值为 ,
如图所示,
当 时,两个函数图像有三个不同的交点.故选:C.
4.(2022·全国·高考真题)若曲线 有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是
________________.
【答案】
【解析】∵ ,∴ ,设切点为 ,则 ,切线斜率 ,
切线方程为: ,
∵切线过原点,∴ ,整理得: ,
∵切线有两条,∴ ,解得 或 ,
∴ 的取值范围是 ,故答案为:
考点五 公切线
【例5-1】(2022·安徽省舒城中学)已知直线l是曲线 与 的公共切线,则l的方程为
_____.
【答案】 或
【解析】设 与曲线 相切于点 ,与曲线 相切于点 1),
则 ,整理得 ,解得 或 ,
当 时, 的方程为 ;当 时, 的方程为 .故答案为: 或 .
【例5-2】(2022·江苏·南京外国语学校模拟预测)若两曲线y=x2-1与y=alnx-1存在公切线,则正实数a的
取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设
切线: ,即
切线: ,即 ,令
在 上单调递增,在 上单调递减,所以 故选:A.
【一隅三反】
1.(2022·全国·模拟预测)若直线 与曲线 和 都相切,则 的斜率为______.
【答案】
【解析】设 的切点为 , ,故 ,
则切线方程为: ,即 圆心到圆的距离为 ,即 ,
解得: 或 (舍去)所以 ,则 的斜率为 故答案为:
2.(2022·河北保定·二模)(多选)若直线 是曲线 与曲线 的
公切线,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】设直线 与曲线 相切于点 ,
与曲线 相切于点 ,
对于函数 , ,则 ,解得 ,所以 ,即 .
对于函数 , ,则 ,
又 ,所以 ,
又 ,所以 , .故选:AD
3.(2022·安徽·合肥一六八中学)若直线 是曲线 的切线,也是曲线 的切线,
则 __________.【答案】1或
【解析】设 与 和 的切点分别为 ;
由导数的几何意义可得 ,即 ,
∴ ,∴ ∴
当 时, ,当 时, ∴ 或 .故答案为:1或 .
考点六 切线与其他知识的运用
【例6-1】(2022·湖北·黄冈中学)已知a,b为正实数,直线 与曲线 相切,则 的
最小值为( )
A.8 B.9 C.10 D.13
【答案】B
【解析】设切点为 , 的导数为 ,
由切线的方程 可得切线的斜率为1,令 ,则 ,故切点为
,
代入 ,得 ,
、 为正实数,则 ,
当且仅当 , 时, 取得最小值9,故选:B
【例6-2】(2022·广东·深圳市光明区高级中学)已知函数 ,则曲线在点 处的切线 恒过定点_____________.
【答案】
【解析】函数 的定义域为 ,
由 ,得 ,则 .
又 ,则曲线 在点 处的切线 的方程为 ,
即 ,由 可得 ,所以直线 恒过定点 .故答案为: .
【一隅三反】
1.(2022·河北衡水)已知函数 在 处的切线为l,第一象限内的点 在切线l上,
则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数 , , , ,
由点斜式直线方程得:切线l的方程为 , ,
由于点P在直线l上,则 且 ,即 ,
则
,当且仅当 ,即 时取等号;2.
(2022·安徽)对于三次函数 ,若曲线 在点 处的切线与曲线 在点 处点的切线重合,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,
,
设 ,则 ,即 ……①
又 ,即 ……②
由①②可得 , .故选:B.
3.(2022·黑龙江·哈尔滨三中)若曲线 过点 的切线恒在函数 的
图象的上方,则实数a的取值范围是__________.
【答案】
【解析】设曲线 过点 的切线的切点为 ,则切线的斜率 ,
所以 , ,切线方程为 ,所以 恒成立,
所以 恒成立,令 ,则
因为当 , , , ,
所以 为 的极小值点,又因为 时, ,
所以 ,所以 .故答案为: .
考点七 切线方程的运用
【例7-1】(2022·全国·高三专题练习)设点P在曲线 上,点Q在曲线 上,则 的最小值
为( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 , ,令 ,解得 ,所以 ,故 的最小值为 到 的距离,
.故选:B.
【例7-2】(2022·山东烟台·三模)已知函数 ,若方程 有且仅有三个实
数解,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】作出函数 的图象如图:
依题意方程 有且仅有三个实数解,即 与 有且仅有三个交点,
因为 必过 ,且 ,
若 时,方程 不可能有三个实数解,则必有 ,
当直线 与 在 时相切时,
设切点坐标为 ,则 ,即 ,则切线方程为 ,
即 ,
切线方程为 ,
且 ,则 ,所以 ,
即当 时 与 在 上有且仅有一个交点,
要使方程 有且仅有三个的实数解,
则当 时 与 有两个交点,设直线 与 切于点 ,
此时 ,则 ,即 ,
所以 ,
故选:B
【一隅三反】
1.(2022·江苏徐州)过平面内一点P作曲线 的两条互相垂直的切线 ,切点分别为 (
不重合),设直线 分别与y轴交于点A,B,则 面积的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设
当 时, 故切线为: ,即当 时, , ,故切线为: ,即
两切线垂直,则 ,则 所以,
,解得 ∴ .故选:B.
2.(2022·全国·高三专题练习)已知函数 有两个零点,则实数a的取值范围是
______.
【答案】
【解析】 ,令 , ,显然该函数单调递增,即
有两个根,即 有两个根,如下图,作出函数 的图像及其过原点的切线 ,可知当
时有两个交点即 有两个根.
故答案为: .
3.(2022·云南曲靖·二模)设 是函数 的导函数, 是函数 的导函数,若对任意
恒成立,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.【答案】A
【解析】因为对任意 , , 恒成立,
所以 在 上单调递增,且 在 上单调递减,即 的图象增长得越来越慢,从图象上来看函
数是上凸递增的,所以 ,
又 ,表示点 与点 的连线的斜率,
由图可知
即 ,故选:A
4.(2022·江西·新余市)若点 在曲线 上运动,点 在直线 上运动, 两点距离的
最小值为_______
【答案】
【解析】设与直线 平行且与曲线 相切于点 时,
此时 两点距离的最小值为点 到直线 的距离,因为 ,所以 , 即得 ,
,所以点 到直线 的距离为 ,
所以 两点距离的最小值为 .故答案为: