文档内容
重难点突破 09 导数中的“距离”问题
目录
01 方法技巧与总结..............................................................................................................................2
02 题型归纳与总结..............................................................................................................................2
题型一:曲线与直线的距离................................................................................................................2
题型二:曲线与点的距离....................................................................................................................7
题型三:曲线与圆的距离....................................................................................................................8
题型四:曲线与抛物线的距离..........................................................................................................12
题型五:曲线与曲线的距离..............................................................................................................14
题型六:横向距离..............................................................................................................................19
题型七:纵向距离..............................................................................................................................23
题型八:直线与两曲线交点的距离..................................................................................................26
03 过关测试........................................................................................................................................28导数中的“距离”问题,利用化归转化和数形结合的思想可把问题转化为点到直线的距离、两点间的
距离问题,再利用导数法来求距离的最值.方 法 之 一 是 转 化 化 归,将 动 点 间 的 距 离 问题
转化为点到直线的距离问题,而这个“点”一般就是利用导数求得的切点;方法之二是构造函数,求出导
数,利用导数求解最值.
题型一:曲线与直线的距离
【典例1-1】(2024·广西桂林·二模)已知函数 的最小值为 ,则正实
数 ( )
A.3 B. C. D.3或
【答案】D
【解析】 表示点 与点 的距离的平方,
点 在曲线 上,点 在曲线 上,
如图,可得 ,
设与 平行的直线与曲线 相切于点 , .
, , ①
点 与点 的距离的平方的最小值等于点 , 到直线 的距离., ②
结合①②得 , ,或 , .
故选:D.
【典例1-2】若函数 ,函数 ,则 的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设 ,则 的几何意义是两条曲线上动点之间的距离的平方.
∵
∴
∵直线 的斜率为1
∴令 ,解得 ,则 ,
即曲线 在 处的切线和直线 平行,
则最短距离为点 到 的距离 ,
∴ 的最小值为
故选:B
【变式1-1】点M是曲线 上的动点,则点M到直线 的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减.由 ,所以 ,
易得函数 为在 上单调递增函数, 为零点,
此时M的坐标为 ,
由点到直线的距离公式可得M到直线 的距离的最小值为 .
故选:
【变式1-2】(2024·高三·安徽合肥·期中)点 分别是函数 图象上的动点,
则 的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当函数 在点 处的切线与 平行时, 最小.
,令 得 或 (舍),所以切点为 ,
所以 的最小值为切点 到直线 的距离 ,
所以 的最小值为 .
故选:D.
【变式1-3】(2024·陕西西安·二模)若 , ,则 的最
小值为( )
A. B.6 C.8 D.12
【答案】C
【解析】由题意,设函数 ,直线 ,
设直线 与函数 的切点为可得 ,可得 ,解得 ,可得 ,
即切点坐标为 ,则切点到直线 的距离为 ,
又因为 表示点 到直线 的距离为平方,
所以 的最小值为 .
故选:C.
【变式1-4】已知函数 , ,点 与 分别在函数 与
的图象上,若 的最小值为 ,则 ( )
A. B.3 C. 或3 D.1或3
【答案】A
【解析】因为 ,令 ,解得 ,
而 ,
则函数 的图象在点 处的切线方程为 ,
则 ,即点 到直线 的距离为 ,
所以 ,解得 或 ,
当 时, 与函数 的图象相交,
所以 .
故选:A.
【变式1-5】若实数 满足 ,则 的最小值是( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】A
【解析】由 ,得 ,令 ,则 ,
令 得 ,当 时, 单调递减,当 时, 单调递
增;
由 ,得 ,令 ,
的图像如下图:则 表示 上一点 与 上一点 的距离的平方,
显然,当过M点的 的切线与 平行时, 最小,
设 上与 平行的切线的切点为 ,由 ,解得 ,
所以切点为 ,切点到 的距离的平方为 ,
即 的最小值为8;
故选:A.
【变式1-6】已知实数 , , , 满足 ,则 的最小值为( )
A. B.8 C.4 D.16
【答案】B
【解析】由 得, , ,即 , ,
的几何意义为曲线 上的点 到直线 上的点 连线的距离的平方,
不妨设曲线 ,直线 ,设与直线 平行且与曲线 相切的直线方程为
,
显然直线 与直线 的距离的平方即为所求,
由 ,得 ,设切点为 , ,
则 ,解得 ,
直线 与直线 的距离为 ,
的最小值为8.
故选:B.题型二:曲线与点的距离
【典例2-1】若点 与曲线 上点 的距离的最小值为 ,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】先设切点B,再根据导数几何意义以及最值列式解得实数 的值.因为 ,所以 由题意得
以A为圆心, 为半径的圆与曲线 相切于点B,设 ,则在B点处切线的斜率为 ,所以
,选D.
【典例2-2】(2024·河北石家庄·石家庄二中校考模拟预测)设点 ,P为曲线 上动点,若点A,
P间距离的最小值为 ,则实数t的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 ,则 ,记 ,
,易知 是增函数,且 的值域是 ,
∴ 的唯一解 ,且 时, , 时, ,即 ,
由题意 ,而 , ,
∴ ,解得 , .
∴ .
故选:C.
【变式2-1】(2024·高三·广东汕头·开学考试)若点 与曲线 上点 距离最小值为 ,则实
数 为 .
【答案】
【解析】设点 的坐标为 ,对函数 求导得 ,由题意可知,直线 与曲线 在点 处的切线垂直,则 ,
得 ,
由两点间的距离公式得 ,
由于 的最小值为 ,即 , ,解得 ,
因此, .
故答案为:
题型三:曲线与圆的距离
【典例3-1】(2024·高三·山东青岛·期末)已知动点P,Q分别在圆 和曲线
上,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意得 ,即圆心 在 上,半径为 ,
故 的最小值等于 的最小值减去半径 ,
设 ,由于 与 关于 对称,
的最小值等于 到直线 的距离的最小值的2倍,
由 ,可得 ,令 ,解得 ,
故 在点 处的切线与 平行,此时 到 的距离最小,
最小值为 ,
故 的最小值为 ,
则 的最小值等于 .故答案为:
【典例3-2】(2024·浙江宁波·模拟预测)已知 且 ,则
的最小值是( )
A. B. C. D.8
【答案】B
【解析】代数式
可以看成点 到点 距离的平方,点 在平面直角坐标系 中,表示单位圆
上的点,
点 表示曲线 上的点,如下图所示:
,由 ,
所以曲线 在点 处的切线方程为: ,
此时直线 与直线 垂直于点 ,交圆于点 ,
由数形结合思想可以确定:
当点 运动到 点时,当点 运用到点 时, 有最小值,即
,故选:B
【变式3-1】若x、a、b为任意实数,若 ,则 最小值为( )
A. B.9 C. D.
【答案】C
【解析】由 可得 在以 为圆心,1为半径的圆上,
表示点 与点 的距离的平方,
即表示圆 上动点到函数y=lnx图像上动点距离的平方.
设 为y=lnx上一点,且在 处的y=lnx的切线与 和 连线垂直,可得
,
即有 ,
由 在 时递增,且 ,可得m=1,即切点为 ,
圆心与切点的距离为 ,
由此可得 的最小值为 .
故选:C.
【变式3-2】若 , 分别是函数 与圆 上的点,则 的最小值为 .
【答案】 /
【解析】设圆 的圆心为 ,半径为 ,
当 垂直于抛物线在点 处的切线时, 取得最小值,为 ,如图所示,设点 ,则直线 的斜率为 ,且 ,
由 知, ,
所以在点 处的切线的斜率为 ,
因为直线 与切线垂直,所以 ,所以 ,
所以 ,即 ,
因为 恒成立,所以 ,即 ,
此时 ,
所以 ,即 的最小值为 .
故答案为: .
【变式3-3】已知点 为函数 的图象上任意一点,点 为圆 上任意一点,则线段
长度的最小值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【解析】
由圆的对称性可得只需考虑圆心 到函数 图象上一点的距离的最小值.
设 图象上一点 ,令 图象上一点 的切线为
由 的导数为 ,即切线 的斜率为 ,
当 时,圆心 到函数 图象上一点的距离最小,
此时 ,即有 ,
由 ,可得 , 递增,又 ,
所以 , ,
所以点 到点 的距离最小,且为 ,
则线段 的长度的最小值为 ,
故选:A.题型四:曲线与抛物线的距离
【典例4-1】设 ,当a,b变化时, 的最小值为
_______.
【答案】 .
【解析】 ,
函数表示点 和 的距离加上 的纵坐标,
画出 和 的图像,如图所示:
故 ,当 共线时等号成立.
设 ,则 , ,
当 时, ,故 ,函数单调递增;
当 时, ,故 ,函数单调递减.
,故 .
综上所述: 的最小值是 .
故答案为: .
【典例4-2】设 . ,则 的最小值为
A. B.1 C. D.2
【答案】C【解析】由题可得:设 ,所以 为 上任意一点到 上任一点及抛物线焦点的
距离之和,所以距离表达式为 ,令 , ,显然在
递减, 递增所以 ,故 最小值为
【变式4-1】(2024·湖北·模拟预测)设 ,其中 ,则 的最小
值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令 , ,则点 在函数 图象上, 在函数 的图象上,
容易知道 图象是抛物线 图象的上半部分,
记抛物线焦点为 ,过 作抛物线的准线 的垂线,垂足为 ,如图所示:
则 ,
当且仅当 在线段 上时,取最小值.
设这时 点坐标为 ,又 ,
所以有 ,解得 ,即该点为 ,
所以 ,因此 .
故选:A.
题型五:曲线与曲线的距离
【典例5-1】(2024·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考期中)设点 在曲线 上,点 在曲线
上,则 的最小值为___________.【答案】
【解析】由于曲线 是由 向右平移1个单位得到的, 是由 现右平移1个单位
得到的,所以 的最小值可以看成曲线 上的点与 上的点间的最小值,
因为 与 互为反函数,其图象关于直线 对称,
所以所求的最小值为曲线 上的点 到直线 的最小距离的2倍,
设与直线 平行的直线与曲线 相切于点 ,
因为 ,由 ,得 ,
所以切点 ,
所以点 到直线 的最小距离为 ,
所以 的最小值为 ,
故答案为:
【典例5-2】设 , ,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】由两点距离公式的几何意义可知 表示点 到 的距离,
表示点 到 的距离,
而 是 上的点, 是 上的点, 是 上的点,且 与 关于
直线 对称,
所以 的最小值可转化为 图像上的动点与 图像上的动
点最小距离,
显然, 与平行 的切线 的切点 ,和 与平行 的切线 的切点 ,它们之间的距离
就是所求最小距离,
对于 ,设切点为 ,有 ,则 ,故 ,则 ,故 ,
对于 ,设切点为 ,有 ,则 ,故 ,则 ,故 ,
所以 ,所以题设式子的最小值为 .
故答案为: .【变式5-1】(2024·湖北襄阳·模拟预测)设点P在曲线 上,点Q在曲线 上,则|
PQ|的最小值为 .
【答案】
【解析】令 、 分别向上平移一个单位可得 、 ,而
与 关于 对称,
∴当两条曲线在P、Q处的切线均与 平行时,P、Q关于 对称,|PQ|有最小,对应曲线平移到
、 后,P、Q关于 对称即可,
∴令 ,则 ,
∴ 有 ,则 ,即 ,
∴ 到 的距离 ,
.
∴
故答案为: .
【变式5-2】设点 在曲线 上,点 在曲线 上,则 的最小值为 .
【答案】 /
【解析】由 ,得: , .
所以 与 互为反函数.
则它们的图象关于 对称.要使 的距离最小,则线段 垂直直线 .
点 在曲线 上,点Q在曲线 上,
设 , .
又P,Q的距离为P或Q中一个点到 的最短距离的两倍.
以Q点为例,Q点到直线 的最短距离
所以当 ,即 时,d取得最小值 ,
则 的最小值等于 .
故答案为:
【变式5-3】已知点P在函数 的图象上,点Q在函数 的图象上,则 的最小值
为 .
【答案】
【解析】
由函数 ,求导可得: ,则 ,
在 处的切线方程为 ,整理可得: ;
由函数 ,求导可得: ,则 ,
在 处的切线方程为 ,整理可得 ;
由直线 的斜率 ,易知:直线 分别与两条切线垂直..故答案为: .
【变式5-4】(2024·高三·辽宁·期中)如图所示,动点P,Q分别在函数 , 上
运动,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】如题图,两个函数都是定义域上的单调递增函数,又 , 在定义域上分别单
调递增、单调递减,所以函数 递增的速度由慢到快, 递增的速度由快到慢,设动点 ,
,当且仅当满足: 时, 取得最小值,由图象的示意图不难发
现,该方程组有唯一一组 , ,所以 , ,所以 的最小值为
.
故答案为: .
【变式5-5】设点 在曲线 上,点 在曲线 上,则 最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】 与 互为反函数,其图像关于直线 对称
先求出曲线 上的点到直线 的最小距离.
设与直线 平行且与曲线 相切的切点 , .
, ,解得 . .得到切点 ,点P到直线 的距离 .
最小值为 .
故选:B.
【变式5-6】已知函数 的图象与函数 的图象关于某一条直线 对称,若 , 分别为它们图
象上的两个动点,则这两点之间距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设 为函数 图象上任意一点,则 , 关于直线 的对称点为 ,
又 ,即点 在函数 的图象上,
所以函数 的图象与函数 的图象关于直线 对称,
所以这 , 两点之间距离的最小值等于点 到直线 距离最小值的 倍,
由 ,则 ,
函数 在点 处的切线斜率为 ,令 ,解得 , ,
所以点 到直线 距离的最小值为 ,
所以这 , 两点之间距离的最小值为 .
故选:D
【变式5-7】(2024·高三·宁夏石嘴山·开学考试)已知动点 分别是曲线 和曲线 上的
任意一点,则线段 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 与 互为反函数,所以其图象关于直线 对称,
先求出曲线 上的点到直线 的最小距离,该距离的2倍即为所求.
设与直线 平行且与曲线 相切的直线切点为 ,因为 ,所以 ,解得 ,
所以 ,即切点为 ,
点P到直线 的距离 ,
所以线段 的最小值为 .
故选:B
题型六:横向距离
【典例6-1】(多选题)(2024·湖北黄冈·模拟预测)已知函数 , 的图象与直线y=m
分别交于A、B两点,则( ).
A.
B. ,曲线 在A处的切线总与曲线 在B处的切线相交
C. 的最小值为1
D. ,使得曲线 在点A处的切线也是曲线 的切线
【答案】∃ACD
【解析】设A、B的横坐标分别为x,x,
1 2
则
由于 ,故 ,故A正确;
当 时 ,
,
所以曲线 在A处的切线总与曲线 在B处的切线斜率相等,两切线不相交,故B错误;
,
设 则 ,是单调递增函数,且 ,
所以在 上 单调递减,在 上, 单调递增,
所以 ,故C正确;
曲线 在点A处的切线方程为 ,若此切线同时也是曲线 的切线,可设切点
为 ,则 ,
消去 得 ,
设 ,
,
因为 的图象是连续的,所以 至少有两个零点(可以证明恰有两个零点,因与本题结论无关,在
此从略),
故 有解,进而得到 的值是存在的且大于零的,故D正确.
故选:ACD.
【典例6-2】(2024·江苏苏州·一模)已知直线y=a分别与直线 ,曲线 交于点A,B,
则线段AB长度的最小值为 .
【答案】
【解析】 ,设与 平行的 的切线的点为 ,则切线斜率为
, 切线方程为 , 则
与 , 被直线与切线截得的线段长,就是 被直线 和曲线 截得
线段 的最小值,因为 取任何值时, 被两平行线截得的线段长相等,所以令 ,可得
,线段 的最小值 ,故答案为 .
【变式6-1】已知直线 ,分别与直线 和曲线 交于点M,N两点,则线段MN长度
的最小值是 .
【答案】
【解析】设与 平行且与 相切的直线的切点为 ,
因为 , ,切点为 ,
切线方程为 ,即 ,
长度的最小值就是 被 与 截得的弦长,
则有 ,故答案为: .
【变式6-2】直线 分别与曲线 , 直线 交于 两点, 则 的最小
值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题,设 到直线 的距离为 ,直线 的倾斜角为 ,则 ,
又 , ,故 最小即 最小,即为当过点 处的切线与直线 平行时最小,
由曲线 ,得 ,所以切点为 ,
可求得点 到直线 的距离最小值为
故 ,
故选:C
【变式6-3】(2024·陕西铜川·一模)直线 分别与直线 、曲线 交于点A,B,则
的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知,直线 与直线 的交点 ,直线 与曲线 交点 ,
满足 ,
则 ,
设 , ,则 ,
由 ,得 ; ,得 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
则 ,即 ,故选:B.
【变式6-4】已知直线 分别与曲线 和曲线 交于 两点,则 的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【解析】因为直线 分别与曲线 和曲线 交于 两点,
所以点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,
所以 ,
设 ,则 ,
因为函数 在 上都为增函数,
所以函数 在 为增函数,又 ,
所以当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增,
所以 ,
所以 ,当且仅当 时取等号,
所以 的最小值为 .
故选:A.
【变式6-5】已知函数 , 的图象分别与直线 交于 两点,则 的
最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数 的图像与直线 分别交于 两点,
所以 , ,其中 ,且 ,
所以 ,
令 ,则 ,令 得: ;
所以易得: 时, ; 时, ;
即函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
因此 ,即 的最小值为 .
故答案为:B.
题型七:纵向距离
【典例7-1】(2024·四川宜宾·模拟预测)若直线 与两曲线 分别交于 两点,且曲线
在点 处的切线为 ,曲线 在点 处的切线为 ,则下列结论:
① ,使得 ;②当 时, 取得最小值;
③ 的最小值为2;④ 最小值小于 .
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】由直线 与两曲线 分别交于 两点可知:
曲线 上 点坐标 ,可求导数 ,则切线 斜率 ,可知切线 : .
曲线 上 点坐标 ,可求导数 ,则切线 斜率 .
令 ,则 ,令 , ,
由零点存在定理, 使 ,即 ,使 ,即 ,故①正确.
,令 ,由 同理可知有 ,使 ,令
, 在 处取最小值,即当 时, 取得最小值,故②正确.
是对勾函数,在 上是减函数,,故③错误,④正确.
故选:C
【典例7-2】直线 分别与曲线 和曲线 交于 , 两点,则 的最小值
为
A. B.2 C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可设 , ,即可表示出 ,构造函数 并求得
,令 求得极值点并判断函数的单调性,即可求得 的最小值.直线 分别与曲线
和曲线 交于 , 两点,
设 , ,
且 , ,
, .
, , ,
令 解得 , (舍),
当 时 ,则 在 上单调递减,
当 时, ,则 在 上单调递增.
所以 ,
综上可知 的最小值为 .
故选:D.
【变式7-1】动直线 ( )与函数 , 的图象分别交于点A,B,则 的最
小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】设 ,
则 ,
当 时, ,当 , ,
所以 在 上递减,在 上递增,
所以当 时 取得最小值 ,
所以 的最小值为 ,
故选:A
【变式7-2】已知直线 与函数 , 的图像分别交于A,B两点,则 的最
小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设 ,
则 ,
当 时, ,当 , ,
所以 在区间 上单调递减,在区间 上单调递增,
所以当 时, 取得最小值 ,
所以 的最小值为 ,
故选:D.
题型八:直线与两曲线交点的距离
【典例8-1】已知直线 与曲线 , 分别交于点 ,则 的最小值为( )
A. B. C.1 D.e【答案】B
【解析】设与直线 垂直,且与 相切的直线为 ,
设与直线 垂直,且与 相切的直线为 ,
所以, ,
设直线 与 的切点为 ,
因为 ,所以 ,解得 , ,即 ,
设直线 与 的切点为 ,
因为 ,所以 ,解得 , ,即 ,
此时 ,
所以,当直线 与直线 重合时, 最小,最小值为 .
故选:B
【典例8-2】(2024·陕西安康·三模)已知直线 分别与直线 、曲线 交于点A,B,则
线段AB长度的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【解析】令 ,则 ,
时, , 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 .
所以直线 在曲线 的上方,由 ,则 ,
由 ,则 ,则 .
令 ,则 ,
令 ,解得 ,令 ,解得 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增, .
故选:C.
【变式8-1】(2024·福建莆田·一模)已知直线 分别与直线 及曲线
交于A,B两点,则A,B两点间距离的最小值为( )A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 ,得 ,由 ,得 ,
,
, ,则 , ,则 ,
在 上递减,在 上递增,
,即 两点间距离的最小值为 ,
故选:D.
1.已知直线 与曲线 和直线 分别交于P,Q两点,则 的最小值为
.
【答案】4
【解析】设点P到直线 的距离为d,则 ,
所以当点P到直线 的距离最小时 最小,
又当曲线在点P处的切线与直线 平行时d最小,所以此时 最小,
设 ,
因为函数 的定义域为 , ,
令 ,解得 或 (舍去),
所以切点为 ,
点P到直线 的距离 ,
所以 的最小值为4,
故答案为:4.2.(2024·高三·山东聊城·期末)最优化原理是指要求目前存在的多种可能的方案中,选出最合理的,达
到事先规定的最优目标的方案,这类问题称之为最优化问题.为了解决实际生活中的最优化问题,我们常常
需要在数学模型中求最大值或者最小值.下面是一个有关曲线与直线上点的距离的最值问题,请你利用所学
知识来解答:若点 是曲线 上任意一点,则 到直线 的距离的最小值为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由函数 ,可得 ,令 ,可得 ,
因为 ,可得 ,则 ,
即平行于直线 且与曲线 相切的切点坐标为 ,
由点到直线的距离公式,可得点 到直线 的距离为 .
故选:B
3.曲线 上的点到直线 的距离的最小值为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【解析】设与已知直线平行且与曲线相切的直线为 ,
则 ,解得 ,
所以切点为 ,代入切线方程,可得 ,
即切线为 ,由两平行线间的距离 ,
所以最小值为 ,
故选:C.
4.已知点P是曲线 上任意一点,点Q是直线 上任一点,则 的最小值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【解析】函数 的定义域为全体正实数,
,当 时, 单调递增,
当 时, 单调递减,函数图象如下图:
过点 的曲线 的切线与直线 平行时, 最小,
即有 ,
所以 ,
故选:A
5.若点 是曲线 上任意一点,则点 到直线 距离的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】过点 作曲线 的切线,当切线与直线 平行时,点 到直线
距离最小.
设切点为 ,
所以切线斜率为 ,由题知 ,解得 或 (舍),
,此时点 到直线 距离 .
故选:D
6.若动点 在曲线 上,则动点 到直线 的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设 ,由题意知 ,
则在点 处的切线斜率为 ,
当在点 处的切线与直线 平行时,点 到直线 的距离最小,由 ,得 ,则 ,
所以点 到直线的距离 .
所以动点 到直线 的距离的最小值为 .
故选:A
7.设点 在曲线 上,点 在曲线 上,则 的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 与 互为反函数,它们图像关于直线 对称;
故可先求点P到直线 的最近距离d,
又 ,当曲线上切线的斜率 时,得 , ,
则切点 到直线 的距离为 ,
所以 的最小值为 .
故选:D.
8.设点 在曲线 上,点 在曲线 上,则 的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 与 互为反函数,
所以 与 的图像关于直线 对称,
设 ,则 ,令 得 ,
则当 时, ,当 时, ,
所以 在 单调递减,在 单调递增,
所以 ,
所以 与 无交点,则 与 也无交点,
下面求出曲线 上的点到直线 的最小距离,
设与直线 平行且与曲线 相切的切点 , ,
,
,解得 ,
,
得到切点 ,到直线 的距离 ,
的最小值为 ,
故选:D.
9.(2024·四川·一模)若点 是曲线 上任意一点,则点 到直线 距离的最小值为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】过点 作曲线 的切线,当切线与直线 平行时,点 到直线
距离的最小.
设切点为 , ,
所以,切线斜率为 ,
由题知 得 或 (舍),
所以, ,此时点 到直线 距离 .
故选:C10.若点 , ,则 、 两点间距离 的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】点 在直线 ,点 在 上, ,设 的切线的切点为 ,
令 ,所以 在点 处的切线为 ,此时切线 与直线 平行,
直线 与 之间的距离 为 的最小值,
故选:B
11.已知 , ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由 ,则点 在函数 上,
,则点 在函数 上,
则 表示 、 两点的距离的平方,
要求 的最小值,即求 的最小值,
当过 的点切线与直线 平行时,点 到直线 的距离即为 的最小值,
由 可得 ,所以 ,解得 ,
所以 ,即 ,
所以 到 的距离 ,即 ,
所以 的最小值为 ;
故选:C
12.(2024·内蒙古呼和浩特·一模)已知 ,则 的
最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C【解析】根据题意,点 是函数 图像上一点,
点 是直线 上一点
函数 的导函数为 ,
所以其图像上一点 处切线的斜率为
当过点 的切线与直线 平行时,点 与点 之间的距离最小
且两点间的距离可转化两平行线之间的距离
此时有, ,从而可得
此时函数 图像上过点 的切线方程为
化简为 ,其与直线 间的距离为
所以 的最小值为 .
故选:C.
13.已知实数a,b,c,d满足: ,其中e是自然对数的底数,则 的最小值
是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】B
【解析】因为实数a,b,c,d满足: ,
所以 , .
所以点 在曲线 上,点 在 上.
所以 的几何意义就是曲线 上的任一点到 上的任一点的距离的平方.
由几何意义可知,当 的某一条切线与 平行时,两平行线间距离最小.
设 在点 处的切线与 平行,则有:
,解得: ,即切点为 .
此时 到直线 的距离为 就是两曲线间距离的最小值,
所以 的最小值为 .故选:B
14.(2024·新疆·二模)若 ,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知可得 , ,
则 的最小值即为曲线 的点到直线 的距离最小值的平方,
设 ,则 ,令 ,解得 ,
,
曲线 与 平行的切线相切于 ,
则所求距离的最小值为点 到直线 的距离的平方,即 .
故选:D.
15.(2024·全国·模拟预测)已知 , , 的最小值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【解析】 可以转化为: 是函数 图象上的点,
是函数 上的点, .
当与直线 平行且与 的图象相切时,切点到直线 的距离为 的最小值.
令 ,解得 或 ,(舍去),又 ,
所以切点 到直线 的距离即为 的最小值.
所以 ,所以 .
故选:B.
16.在平面直角坐标系 中,已知 , ,则 的最小值为
( )
A.9 B. C. D.【答案】B
【解析】由 ,则 ,又 ,
的最小值转化为: 上的点与 上的点的距离的平方的最小值,
由 ,得: ,与 平行的直线的斜率为1,
∴ ,解得 或 (舍 ,可得切点为 ,
切点到直线 之间的距离的平方,即为 的最小值,
的最小值为: .
故选:B.
17.(2024·山东·模拟预测)若 , , ,求 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】问题可以转化为: 是函数 图象上的点,
是函数 上的点, .
当与直线 平行且与 的图象相切时,切点到直线 的距离为 的最小值.
,舍去负值,
又 ,所以 到直线 的距离即为 的最小值.
, .
故选:C.
18.已知实数 满足 ,则 的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题,得 ,设 是曲线 的点, 是直线 的点,
可看成曲线C上的点到直线l上的点的距离的平方,
对 求导得 ,令 ,得 ,
所以曲线C上的点 到直线l的距离最小,
该点到直线l的距离为 ,
因此 的最小值为 .
故选:D
19.(2024·山西朔州·模拟预测)已知A,B分别为曲线 和直线 上的点,则 的最小
值为 .
【答案】 /
【解析】
由题意 的最小值为曲线上点A到直线 距离的最小值,
而点A就是曲线与直线 相切的切点,因为曲线上其它点到直线 的距离都大于 ,
对 求导有 ,由 可得 ,即 ,
故 .
故答案为: .
20.(2024·河北石家庄·一模)若实数 满足 ,则 的最
小值为 .
【答案】8【解析】 实数 、 、 、 满足:
,
,设 , ,则有: ,且 ,设 , ,则有: ,
就是曲线 与直线 之间的最小距离的平方值,
对曲线 求导: ,
与 平行的切线斜率 ,解得: 或 (舍 ,
把 代入 ,得: ,即切点为 ,
切点到直线 的距离: ,
的最小值就是8.
故答案为: 8.
21.已知实数a,b,c,d满足 ,则 的最小值为 .
【答案】8
【解析】由 可得 ,
所以点 在曲线 上,点 在 上,
则 的最小值即为曲线 上点到直线 距离最小值的平方,
设 上平行于 的切线方程的切点为 ,
则 ,则 ,解得 (舍)或 ,则切点为 ,
则切点到直线 的距离为 ,
故 的最小值为8.
故答案为:8.
22.(2024·江西·一模)已知点 为函数 的图象上任意一点,点 为圆 上任意
一点( 为自然对数的底),则线段 的长度的最小值为 .
【答案】
【解析】圆心 ,先求 的最小值,设 ,所以以点 为切点的切线方程为
,当 垂直切线时, ,此时点 ,函数图象
上任意点到点 的距离大于点 到切线的距离即 ,所以 的最小值是 ,故答案为.
23.(2024·高三·山东淄博·期末)已知实数x,y满足 ,则
的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意得, ,
即求曲线 上一点到 距离最小值,
又因为 在直线 上,
所以当切线与直线 平行时,距离取得最小值,
令 ,解得 或 (舍去),
当 时,点 到直线 距离为 ,
即所求曲线 上一点到 距离最小值为 .
故答案为:
24.(2024·广东佛山·一模)若 分别是曲线 与圆 上的点,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】设圆 圆心为 ,如下图所示,
由题意可知, 取得最小值时, 取得最小值,
当 垂直于曲线 在点 处的切线时, 最小,
设 ,则对 求导得 ,
所以 ,即 ,由于 时满足上式,且 在 单调递增,
所以 有唯一解 ,
所以 ,此时 ,所以
故答案为:
25.已知函数 的最小值是 ,则 的值是
【答案】 /
【解析】函数
,
可得 表示两点 , 的距离的平方,
即有函数 , 图象上的两点距离的最小值的平方为 ,
设直线 与函数 的图象相切,
,
设切点为 ,可得 ,解得 ,则 ,
即有切点为 ,
则 ,
解得 ,
则 的值为 .
故答案为: .